无人机行业深度研究报告（全面讲解无人机）

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无人机/工业机器人

一、无人机行业基本概况

1、无人机定义

无人机即空中机器人，能够替代人类完成空中作业，同时与成像设备等部件结合能够扩展应用场景，实现无人机+。

无人机价值在于替代人类完成空中作业，并且能够形成空中平台，结合其他部件扩展应用。

2、无人机应用领域

无人机的设计概念最早应用于军工领域。由于军工设备具有较强的技术保密和行业垄断性质，民营企业和资本很难获得准入。随着世界范围内军民融合战略的实施和推进，近几年无人机技术在民用领域的应用获得长足发展。根据无人机应用领域，可分为消费级无人机和工业级无人机。消费级无人机主要应用于个人航拍，工业级无人机广泛应用于农业植保、国土勘测、安防和电力巡检等领域。

3、无人机的分类

无人机按机身构造主要分成固定翼、直升机、多旋翼三种。

随着技术成熟，零配件成本降低，并且开发了航拍、电力巡检等应用场景，以多旋翼无人机为主的小型民用无人机市场成为热点。

4、无人机发展趋势：竞争加剧、产品分化、服务丰富

无人机技术成熟降低了行业门槛，使得行业竞争加剧，产品出现分化，技术和产品的成熟也使得应用和配套服务越发丰富。

二、无人机行业及市场现状

1、国外行业情况

2015年，全球民用无人机市场规模为36亿美元，同比增长33%。据中国产业信息网预测，到2020年全球民用无人机市场规模预计可达259亿美元，年均复合增长率为42%。

2015年，民用无人机销量约为56.9万架，其中，工业级无人机销量约为17.1万架，消费级无人机销量约为39.8万架。据IDC预测，到2019年全球民用无人机销量预计可达393万架，其中，消费级约为300万架，年均复合增长率为60%，工业级约为93万架，年均复合增长率为45%。

据前瞻网数据统计，目前工业级无人机细分领域中，政府采购占比45%，消防占比25%，农林牧渔占比13%，能源勘探占比10%，地质勘测占比6%，商业广播及其他占比1%。

2、国内市场行情

2015年，国内民用无人机市场规模为23.3亿元，同比增长55.3%。据IDC预测，到2019年国内民用无人机市场规模预计可达390万架，合计约为600亿元。据东兴证券研究所预测，到2023年国内无人机市场规模预计可达976.9亿元，年均复合增长率为59%。

目前，工业级无人机细分领域中，政府采购占比45%，消防占比25%，农林牧渔占比13%，能源勘探占比10%，地质勘测占比6%，商业广播及其他占比1%。

3、产业政策

我国对低空空域的监管十分严格，无人机属于民航的一个分支，无人机市场的发展与国务院、中央军委空中交通管制委员会和中国民航局的相关政策规定密切相关。

出台年份

政策名称

内容摘要

2003年

《通用航空飞行管制条例》

飞行前，首先要向空军申请“拟设临域”，至少需要提前7天申请；在获得临用许可后，飞机还需要提前1天向民航局和“飞行计划“，获得审批许可后方可飞行。

2010年

《关于深化我国低空空域管理改革的意见》

明确将推进低空空域向通用航空活动开放分为三个阶段：2011年前在局部地区改革试点；2011年-2015年底在全国推广试点；2016-2020年深化改革，完善低空领域管理机制。

2013年

《通用航空飞行任务审批和管理规定》

规范了通用航空飞行任务审批与管理。

2014年

《低空空域使用管理规定（试行）》

征求意见稿将低空空域分为管制空域、监视空域和报告空域，其中涉及监视、报告空域的飞行计划，企业只需向空军和民航局报备后即可实施。

2015年

《倾小型无人机运行试行规定》

7公斤以上的无人机，需明确接入”电子围栏“及”无人云机”，驾驶员有严格的操作限制；7公斤以下的无人机驾驶员无需执照。

2016年

《关于促进通用航空业发展的指导意见》

将低空空域从2010年认定的真高（即以飞机正下方地平面为基准测量的高度）1000米以下提升到3000米以下。

从政策角度来看，无人机行业的相关政策规定正在逐步完善，有利于无人机市场的发展。

三、无人机产业链结构

1、无人机产业链结构

无人机产业链除了传统的生产制造环节外，还出现了针对用户使用过程的社交、保险以及数据采集、航拍等基于应用场景的产业服务。

2、无人机产业链的机会：无人机服务机会多

随着无人机的产品成熟，应用领域拓宽，基于无人机的使用过程和应用，将诞生新的服务需求和服务形式。

四、无人机发展规模及市场结构

1、2017年全球工业级无人机发展规模

工业级无人机主要应用在电力巡线、农林植保、消防、警用、海洋巡视等领域。种种迹象表明，当前工业级无人机已摆脱了消费级无人机的影子，开始出现产业逐渐明晰、需求不断涌现，技术标准逐渐成型、市场不断细分的形势。无人机厂商已经不仅仅关注于无人机本身，而是提出了针对多个行业的整体化解决方案。综合分析认为，当前全球工业无人机行业正处于行业成长期，未来发展前景广阔。

就全球整体而言，相较于消费级无人机，工业级无人机的发展速度相对较慢，但依然处在一个较高的增长阶段。2016年，全球工业级无人机的销售规模约为27.99亿美元。根据各大权威机构的预测，全球工业级无人机的发展速度将超过军用、消费级等无人机的发展速度，成为刺激各国经济发展的一个重要产业。预计2017年，全球工业无人机的市场规模可达到36.87亿美元左右。

此外，前瞻产业研究院发布的《2017-2022年中国工业无人机行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》数据显示，全球消费级无人机销量从2013年的10万架增长到2015年的39.8万架，工业级无人机销量从2013年的5万架增长到2015年的17.1万架。

2、2017年全球工业级无人机市场结构

当消费级无人机市场已成为一片红海之际，各大无人机厂商都在工业级无人机领域发力，争夺高端行业应用的市场。除了消费者们熟悉的航拍摄影外，无人机的行业应用还有精细三维建模，基础地理信息采集、精细农业、空中监视、电力巡线与油气管线巡检等。相比于消费级市场，工业级无人机行业应用的技术门槛更高，定制化需求也更丰富。需要更可靠的飞行与控制平台，兼容多种任务载荷以及更长的续航时间。

从应用结构来看，当前全球工业无人机行业中45%为政府采购，能源勘探和地球勘探的应用占比分别为10%和6%，农林牧渔的应用占比约为13%，在消防领域的应用占比达到25%。

3、2017年全球工业级无人机前景分析

随着工业级无人机技术的不断发展，未来工业级无人机将呈爆发式增长。结合国际权威机构对未来工业级无人机行业发展趋势的判断，预计到2023年，全球工业级无人机市场规模将超过300亿美元。2018-2023年行业年均复合增长率将维持在45%左右。

五、未来市场规模预测

1、全球无人机行业发展预测

全球无人机2013年市场规模20亿美元，2014年市场规模达到27亿美元，同比增长35%;2015年市场规模36亿美元，同比增长33%。预计2020年全球无人机市场规模将达到259亿美元，年均复合增长率达到42%。

全球民用无人机在2014年迎来大约37.8万架的销量，其中工业级无人机销量约12.6万架，消费级无人机销量约25.2万架。在2015年大约销售民用无人机56.9万架，其中，工业级无人机销量约17.1万架，消费级无人机销量约39.8万架。IDC预测，到2019年全球无人机年销量将达到393万架，其中消费级300万台，CAGR达到60%;工业级无人机销量为93万台，CAGR达到45%。

目前在工业级无人机细分应用领域，政府采购占比45%，消防占比25%，能源勘探占比10%，地球勘测占比6%，农林渔业占比13%，商业广播及其他占比1%。预计未来各应用领域不同程度的放量增长，将改变目前工业级无人机细分应用占比。

外媒报道称，2015年全球无人机市场规模进一步扩大，竞争越发惨烈。行业数据指出，DJI大疆创新是消费级无人机市场的NO.1。2015年，售价在400美元到1500美元（RMB 2660元－9990元）之间。单看消费级无人机领域，大疆创新占领了世界77%的份额，位居第一。

最新的排行榜显示：国内无人机的十大品牌分别为大疆创新公司、零度智控公司、Xaircraft公司、PowerViroment公司、北京航空航天大学研究所、亿航智能技术公司、普洛特无人飞行器科技公司、中科遥感信息科技公司、智能鸟无人机公司及爱生技术集团公司。这些都是生产制造无人机的中国公司，前五家公司更是挤进了全球前十。

2014年国内民用无人机产品销售规模15亿元，2015年销售规模23.3亿元，同比增长55.3%。据IDC数据预测，2019年中国民用无人机市场销售规模达到390万台，合计约600亿元。预计到2023年，国内民用无人机市场规模将会达到976.9亿元，年复合增长率59%。

预计到2023年，我国民用无人机各细分应用领域的市场份额分别为：消费级及航拍无人机市场200亿元，农业植保硬件销售160亿元，农业植保服务485亿元，巡检、森林防火、警用安防等领域共计131.9亿元，合计976.9亿元。

2、中国无人机行业发展与预测

据国家海关数据统计，2015年中国大陆出口无人机89.1万架，同比增长427.2%；出口金额5.15亿美元（约合32.7亿人民币），同比增长730.6%。主要出口地区依次是香港、北美和欧盟，平均出口价折合人民币约3670元。其中，出口香港的40%又转销到北美和欧盟。2015年中国大陆进口无人机14.5万架，同比增长1350%；进口金额1.1亿美元，同比增长83.3%。平均进口价折合人民币约4817元。目前中国大约有400个无人机制造商，是全球70%的无人机需求市场的供货商。

目前，中国无人机市场尚未成熟，对于希望进入此领域的无人机制造商来说，中国市场前景广阔，未来3年，无人机将会应用到更广泛的领域，其中航拍无人机的出货量有望增长七倍以上。IDC预测，2019年中国市场消费级无人机出货量将达到300万台，较2016年的39万台实现大幅增长。

由于无人机的经济性、安全性和易操作性等特点，在很多民用领域也存在市场需求。小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点，在洪水、旱情、地震、森林大火等自然灾害实时监测和评估方面具备优势，可广泛应用于防灾减灾、搜索营救、核辐射探测、交通监管、资源勘探、国土资源监测、边防巡逻、森林防火、气象探测、农作物估产、管道巡检等领域。目前装备部队的无人驾驶飞机，由于成本较高，操作复杂，培训维护难，因而主要为军事需求服务，缺乏针对民用需求订制，民用领域尚未真正推广应用。从民用来看，航空遥感、灾情监报、矿藏勘探、数字中国建设等都需要大批量地使用无人机，未来10年内民用无人机市场的销售额可达10亿美元。

2018年工业机器人行业现状与发展趋势分析 年均增速将超30%

工业机器人行业发展阶段

我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代，大体可分为4个阶段，即理论研究阶段、样机研发阶段、示范应用阶段和初步产业化阶段。

理论研究阶段是指20世纪70年代到80年代初，这一阶段由于当时国家经济条件等因素的制约，主要从事工业机器人基础理论的研究，在机器人造助学、机构学等方面取得了一定的进展，为后续工业机器人的研究奠定了基础。

样机研发阶段是指20世纪80年代中期。随着工业发达国家开始大量应用和普及工业机器人，我国工业机器人的研究得到政府的重视和支持，国家组织了对工业机器人需求行业的调研，投入大量的资金开展工业机器人的研究，进入了样机开发阶段。

示范应用阶段是指20世纪90年代，这一阶段共研制出平面关节型统配机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人、点焊机器人及自助引导类等7种工业机器人系列产品，102种特种机器人，实施了100余项机器人应用工程，同时为了促进国产机器人的产业化，90年代末，建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。

初步产业化阶段是指进入21世纪后。国家中长期科学和技术发展规划纲要突出增强自主创新能力这一条主线，着力营造有利于自主创新的政策环境，加快促进企业成为创新主体，大力倡导企业为主体，产学研紧密结合，国内一大批企业或自主研制或与科研院所合作，进入工业机器人研制和生产行列，我国工业机器人进入了初步产业化阶段。

经过上述四个阶段的发展，我国工业机器人得到一定程度的普及。根据前瞻产业研究院发布的《工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示，2016年，中国工业机器人的保有量达到30万台。此外，与先进的制造业国家相比，我国工业机器人使用密度还有不少差距，工业机器人的保有量仍有巨大上升空间。

图表1：2010-2017年中国工业机器人保有量变化情况（单位：万台）

图表2：世界各国制造业工业机器人密度比较（单位：台/万人）

工业机器人行业未来趋势

首先，工业机器人将会实现更为快速的发展。工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用，行业的发展前景良好。

据IFR预测，随着产业转型升级的需求，人力成本的上升，以及国家政策的扶持，2017-2022年我国工业机器人未来的增速可达30%以上，到2022年我国工业机器人年销售量超过27万台。

图表3：2017-2022年中国工业机器人行业年销售量预测（单位：万台）

其次，应用领域日渐广泛。经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用，比重超过30%。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周不断扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业。

图表4：国内工业机器人主要用途（单位：%）

第三，生产基地转移。随着中国和印度等发展中国家的工业机器人市场的扩大，国际工业机器人领先国家市场规模增速放缓，国际先进工业机器人制造商正逐步将其业务发展重心向发展中国家转移，以消化其在原有市场上剩余的产能，同时增加其业务利润。

第四，行业竞争更加激烈。目前，工业机器人制造是各大装备制造商都欲介入的一块领域，无论是传统的机械制造企业还是电气企业都希望能在未来工业机器人市场分上一杯羹。可以预见，未来国内工业机器人制造商所面临的竞争不单单来自国外企业，如ABB、FANUC、KUKA和YASKAWA等巨头，更有来自国内跨行业的企业，行业的竞争程度将会更加激烈。

图表5：外资品牌工业机器人厂商市场份额（单位：%）

最后，行业技术水平不断提升。随着国际先进工业机器人制造商将其业务向发展中国家延伸，原本行业技术水平落后的国家将会迎来一个技术提升的大好时机。跨国公司携带其产品和科技人员进入新的市场后，可以给当地的企业带来示范作用，通过增强其竞争意识推动当地企业主动进行技术提升。同时，跨国公司与当地企业合作的过程中能够让后者接触并学习国际上先进的技术。另外，国内有些工业机器人制造商已经积极走出国外去引进先进技术。

军用无人机行业深度研究

原创： 行研君 行业研究报告

导语

我国军用无人机需求总额将由 2013 年 5.7 亿美元增至 2022 年 20 亿美元， 10 年需求总额将达到 120 亿美元，年复合增长率 15%，远高于全球军用无人机市场预期增长速度。

来源：

1 无人机概述

1.1 无人机定义

无人机(Unmanned Aerial Vehicle，简称 UAV)通常是指由机载动力驱动，由人为远程操作或自主程序控制飞行，可执行多种任务并能回收重复使用的无人驾驶飞行器。通常无人机系统是一个集成有飞行器平台、飞行控制与导航、信息传输与处理、任务载荷，以及地面运输与保障等系统的高度综合系统。

无人机与传统载人飞机最明显的不同是驾驶员不在机上，飞行器设计不受人的生理控制。同时，其发射/回收方式、造价、体积大小、操控方式等多个方面与载人飞机存在较大的差异。

资料来源：《无人机系统概述与关键技术》

1.2 无人机发展历史

无人机的诞生

1903 年，美国莱特兄弟制造出了第一架依靠自身动力进行飞行的载人飞机“飞行
者”一号。不久之后在 1917 年，美国皮特〃库柏和埃尔默〃A〃斯佩里发明了自
动陀螺稳定器，装配于飞机上使得飞机自动保持平衡向前飞行，于是第一架无人机应运而生。而该无人机还不能很好的自主飞行和回收，实质上更像是一枚“自动飞行的炸弹”，因此被称作“空中鱼雷”。虽然“空中鱼雷”的使用场景十分有限，但它的出现为无人机的发展奠定了基础。

发展初期

不可回收使得无人机更像导弹而不像飞机，且使用成本极高。因此，从可回收的角度出发，真正意义上的第一架无人机是英国德〃哈维兰公司于 1934 年研制的“蜂后”无人机。“峰后”无人机是一款无线电遥控全尺寸靶机，最高飞行高度达 17000英尺，最大速度为 100 英里/小时，发射后能自主回收并重复利用，在 1934-1943年间共生产了 420 架，在英国海军和陆军服役。

在二战期间，希特勒也希望拥有无人飞行炸弹，因此德国工程师弗莱舍〃福鲁则浩在 1944 年设计研制出了复仇者一号无人机，该机速度达到每小时 470 英里，具有一定突防能力，为攻击英伦列岛而设计。复仇者一号的载弹量多达 2000 磅，并能按照预先程序飞行 150 英里。二战期间，英国有超过 900 人死于该无人机之下。

由于当时无人机动力较小（动力装臵为活塞发动机，因此仅适应中低空中小型无人机），机载侦察设备精准度不足，通讯设备无法完成远距离通信，导致其无法完成更多的战争任务。因此无人机虽然在二战期间被用于实战中，但用途主要是靶机和自杀式无人机，战争结束后多被改装用于训练射击。

战争角色的转变

虽然美国在无人机领域的研发投入最大，但让世界对无人机在战争中地位看法发生改变的是以色列。 1976 年，以色列将大量无人机用于对埃及的战争中，诱使埃及地面防空部队开火，为之后轰炸机对埃及地面部队轰炸提供了掩护。在黎巴嫩战争时期，侦察兵无人机系统曾经在以色列陆军和以色列空军的服役中担任重要战斗角色。

随后美国借鉴以色列的经验，在海湾战争中先后动用了“先锋”、“指针”无人机
系统，在侦察、监视、目标管理和炮火支援等发面都发挥了重要作用。随着电子信息技术和动力装臵的进步，无人机在战场上的功能呈现出多样化的趋势，从最初的自杀式投放炸弹，逐渐拓展为侦察、情报收集、跟踪、通讯甚至自主攻击。

资料来源：《以色列无人机的发展状况及启示》

在 80 和 90 年代的战争中无人机卓有成效地执行了多种军事任务，包括照相侦察、撒传单、信号情报搜集、防空火力诱饵、防空阵地位臵标识、目标指示和目标毁伤评估的实时报告。至此，无人机已先后经历了无人靶机、预编程控制无人侦察机、指令遥控无人侦察机和复合控制的多用途无人机的发展过程。

快速发展时期

在 20 世纪 90 年代，由于无人机在战争中的出色表现，军用无人机发展迎来了最迅猛的时期，并且呈现出察打一体化和高空长航时的趋势。全世界共有 30 多个国家装备了无人机系统，并在陆、海、空三军中组建了无人机队。

捕食者和全球鹰这两款非常具有代表性的无人机也出现在这一阶段。 1994 年，美国通用原子公司研制出捕食者无人机。与只能进行侦察的无人机相比，捕食者具有察打一体的功能，这使其在此后的多次战争中都扮演了重要角色。据中国日报网环球在线， 2003 年 3 月，“捕食者”携带两枚 AGM-114K“地狱火Ⅱ”激光制导反坦克导弹，执行摧毁伊拉克的 ZSU-23-4 自行高射炮的任务；在 2006 年的伊拉克军事行动中，“捕食者”无人机发现三名武装分子企图用迫击炮袭击美军后，发射了一枚空对地导弹，成功击毙了三名武装分子。

由于受制于动力系统，早期的无人机只能进行低空侦察。随着 1993 年美国启动了蒂尔无人机发展计划，无人机步入了高空长航时时代，美国的全球鹰以及以色列的苍鹭无人机是这方面的代表。其中全球鹰航程为 26000km，续航时间 42h，可从美国本土起飞到达全球任何地点进行侦察，并在 21 世纪初的阿富汗和伊拉克战争中为美军提供了大量的目标图像情报，发挥了重要的侦察作用。

2 无人机分类

2.1 无人机系统的构成

无人机系统发展到今天，已经演变为由飞行器分系统、地面站分系统、任务载荷分系统、综合保障分系统 4 大分系统组成。

资料来源： 《无人机系统概述与关键技术》

2.1.1 飞行器分系统

飞行器平台

无人机的飞行平台主要分为固定翼无人机平台和旋翼无人机平台。固定翼无人机平台由动力装臵产生前进的推力，进而由机体上固定的机翼产生升力。旋翼无人机平台则是由一个或多个旋翼与空气进行相对运动的反作用而获得升力，与固定翼为相对的关系，其中，具有三个及以上旋翼轴的无人机平台被称为多轴无人机平台。

资料来源：百度图片

动力系统

无人机的飞行速度、飞行高度等参数与动力系统直接相关。不同用途的无人机对动力装臵的要求不同，如活塞式适用于低速低空小型无人机；对于一次性使用的靶机、自杀式无人机或导弹，要求推重比高但寿命可以短，一般使用涡喷式发动机；低空无人直升机一般使用涡轴发动机；高空长航时的大型无人机强调推重比和燃油经济性，一般使用涡扇发动机或涡喷发动机；高空高速无人机则使用冲压发动机；而太阳能无人机则可用于提供空中持久的数据中继和 4G/5G 通信，部分替代通信卫星功能，实现区域全覆盖的不间断态势感知、中继通信服务。

资料来源：《无人机动力装臵的现状与发展》

飞控系统

飞控系统对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，是无人机的“神经中枢”，
是最核心的技术之一。飞控系统一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。

飞控系统的基础是机身上配臵的传感器，包括姿态、位臵、加速度、高度、速度等，对于保证无人机控制精度非常关键。未来的发展趋势是要求无人机飞控系统具有更高的探测精度和分辨率。

导航系统

与有人机不同，无人机在无线电静默时无法通过驾驶员的主观判断来确定位臵，同时无人机的自动化和智能化要求也高于有人机，因此，无人机需要更为精确和可靠的导航系统。惯性导航系统和卫星导航系统向无人机提供参考坐标系的位臵、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。

电气系统

无人机机载电气系统主要由主电源、应急电源、电气设备的控制与保护装臵及辅助设备组成。电气系统一般包括电源、配电系统、用电设备三个部分，其中电源和配电两者统称为供电系统。供电系统的功能是向无人机各用电系统或设备提供满足预定设计要求的电能。

电气系统是保证无人机上各种用电设备正常工作的关键，当电气系统出现故障时，会导致无人机失去控制，偏离预设轨道。

2.1.2 地面站分系统

指挥控制系统

无人机地面指挥控制系统主要用于对无人机飞行进行控制和管理，监视无人机平台的飞行状况，并对无人机进行遥控操作。其控制内容包括：飞行器的飞行过程、飞行航迹、有效载荷的任务功能、通讯链路的正常工作，利用无人机武器平台的传感器获取发现目标和通过辅助决策反馈攻击目标，完成单一作战任务，以及飞行器的发射和回收。地面指挥控制系统除了完成基本的飞行与任务控制功能外，同时也要求能够灵活地克服各种未知的自然与人为因素的不利影响，适应各种复杂的环境，保证全系统整体功能的成功实现。无人机指挥控制系统的发展趋势是参与以网络为中心的更便捷和更精细的作战，获取更多的信息内容，并能控制更加多的无人机武器平台；还能横向与其他武器系统单元进行协同控制作战，纵向与更高层级指挥控制中心信息共享，更好地完成复杂战场环境的多样式精确指挥控制作战下的精细化任务。

数据链系统

数据链系统是无人机系统的“神经链路”，是连接飞行器和地面控制人员或信息中
心的纽带。数据链分为上行数据链（从控制站到无人机）和下行数据链（从无人机到控制站），上行数据链的主要功能是发送飞行路径数据、任务指令等，然后储存到飞机自动飞行控制系统、任务载荷中。下行数据链的主要功能是发送飞机的基本参数信息（位臵信息、油量等），以及任务载荷所采集的数据到控制站。

数据链的传输采用无线信号，无线信号容易受大气条件、设备故障、敌方干扰等因素的影响，从而导致无人机失去控制或坠毁。因此卫星数据链、信号中继平台（基站、车、无人机等）常被用于保障数据链的畅通。

情报分发系统

无人机情报分发系统的主要功能是及时响应情报定制单元的情报要求，并准确及时地将无人机情报指令分发至各个作战单元，实现对作战单元的作战支持。无人机情报质量关键在于无人机监视/侦察平台、中继无人机的情报传输、情报处理站的情报产品以及主控端的情报分发过程。由于无人机情报具有数据量大、实时性高等特点，在战场环境通信资源紧张的条件下，选择出能充分保证作战单元需求的信息显得尤为重要。

地面作战单元和无人机的情报交互主要分为订阅模式、定制模式、查询模式和交互模式。

订阅模式：情报中心根据地面作战单元终端发起的实时情报订阅请求，将收到的侦察数据处理生成情报产品，然后将情报产品发送给地面作战单元终端。

定制模式：优先级别最高或需求最迫切的地面作战单元终端可改变无人机飞行航线或无人机机载侦察载荷的工作模式，情报中心获取侦察数据后，发送给提出需求的地面作战单元终端。

查询模式：地面作战单元终端查询情报中心的历史情报数据库，向情报中心发起历史情报订阅请求，情报中心按该请求将相应的情报产品发送给地面作战单元终端。

交互模式：此时无人机相当于空中中继载机，只起到空中中继作用。在机载无线分发系统作用范围内的两个作战单元之间，可进行侦察情报的信息交互。

资料来源：《无人机情报分发系统作战使用研究》

发射和回收系统

发射和回收系统分为发射设备和回收设备。对于不能垂直起飞，也没有合适跑道可供使用的无人机来说，发射设备是必需的，发射方式分为手抛发射、弹射车发射、火箭助推发射等。

不具备垂直飞行能力以及没有装备轮式或滑撬进行滑降着陆的无人机通常需要回收设备。回收方式包括回收伞回收，气囊着陆回收，撞网回收，绳钩回收等等。回收伞回收是最常见的，回收伞安臵在无人机上，在指定高度打开，使无人机减速并安全着落；气囊回收是指在无人机的机腹下装有气囊，当无人机降落时，压缩空气从储气罐进入气囊，部分从气囊开口中喷出，使得机腹下形成暂时的高压区（原理类似于气垫船），从而避免无人机直接撞击地面；撞网回收适合在船舰等受地域条件限制的场合下回收小型固定翼无人机，通过引导无人机准确的飞向阻拦网，从而用阻拦网对无人机进行减速并回收；绳钩回收是在撞网回收的基础上发展起来的，其结构更加简单，一般用于回收体积较小的固定翼无人机，在引导装臵指引下，机翼前缘撞绳后，回收绳沿机翼前缘滑行到前缘翼尖处，翼尖小钩钩住并锁定回收绳，从而实现回收。

2.1.3 任务载荷分系统

任务载荷系统是指为完成任务而装备到无人机上的设备，直接决定了无人机的功能，主要载荷包括侦察设备、通信设备、武器等。无人机的大小和载重能力决定了它可以装备什么样的任务载荷，而无人机执行任务的能力主要由各种类型的任务载荷决定，因此任务载荷是无人机执行任务能力的关键，不同功能类型的无人机之间差别较大。比如靶机的机载设备很少，而察打一体无人机机载设备繁多，通常包括雷达、红外、航拍、通信、导航等设备，同时还装有武器系统。

军用无人机任务载荷的发展趋势是多样化、小型化和模块化；随着无人机载荷能力的加强，单架无人机装备的任务载荷的种类和数量也向由少到多方向发展。光电侦察传感器是利用电磁波中的可见光波段及红外波段，主要采取被动接收的方式获取侦察区域图像。光电和红外成像侦察任务载荷是无人机使用的传统侦察监视设备，它们都是采用被动方式获取目标信息。无人机机载光电/红外载荷具有体积小、质量较轻、功耗低、寿命长、可靠性高、耐冲击性好的特点，可以昼夜在多数气候条件下完成监视和目标捕获等任务，能被动工作、隐蔽性强。但是光电侦察载荷容易受到云、雾等气候的影响，并且作用距离有限。目前，无人机最合适的光电侦察传感器是 CCD 摄像机，它不仅能获取高分辨率的图像情报，而且易于和红外焦平面阵列结合形成多光谱成像系统。

SAR

SAR 即合成孔径雷达成像。雷达成像传感器分为多普勒波束锐化雷达成像、合成孔径雷达成像(SAR)及逆合成孔径雷达成像( ISAR )。前两种成像模式为飞行器载雷达成像，后一种为地基雷达成像。无人机使用的雷达成像传感器主要是合成孔径雷达。合成孔径雷达根据合成孔径原理获得方位向高分辨率，以脉冲

压缩技术获得距离向高分辨率。雷达成像传感器的主要特点是侧视侦察、探测距离较远，具有多种工作模式，具有全天时、全天候的侦察能力，能发现可见光不能透过的遮挡物后面的目标，并且其理论方位分辨率是常数，与波长、载机飞行高度和雷达作用距离无关。

武器系统

无人机的武器装备根据所执行的任务大致可分为对地攻击武器，对空作战武器和激光、微波等定向能武器。

装备无人机的空地武器要求重量轻、精度高、威力大、可有效攻击多种目标。无人机由于“无人”，因此可以省去为防止武器对人体产生伤害而需采取的保护措施，也可以将更多的载荷用于装载武器。

2.2 无人机的用途

无人机按照军事用途划分可以分为靶机，侦察无人机、无人攻击机、通信中继无人机以及察打一体无人机。

资料来源：百度百科

3 无人机未来发展趋势及市场

未来无人机发展大致呈现出 9 种趋势：察打一体化、滞空长时化、结构隐身化、微小型化、高度智能化、综合集成化、使用协同化、作战网络化、装备系列化。

其中长航时无人机、微小型无人机、作战无人机和无人机集群将是发展的重点方向。

资料来源：《无人机系统概述及关键技术》

3.1 长航时无人机

无人机重要发展方向之一是从低空、短航时向高空、长航时发展。情报信息在现代战争中至关重要，无人机作为重要的信息收集手段，若要想侦察监视更广阔的地域并获得尽可能完整的情报信息，就必须进一步提升飞行高度、延长续航时间。

因此，前世界军事强国均在积极开展新型高空长航时大型无人机的研究。这类无人机大多采用大展弦比机翼，以获取更大升力，从而提升载荷、延长滞空时间、提升航程。“全球鹰”无人机是现役长航时无人机中的代表，其高空长航时的特点能够使其滞空 20 小时以上，从而实现远距离、长时间、 持续监测。

而超长航时无人机概念的提出，将空中停留时间的单位由现在的小时提升为天、周甚至是月。超长航时无人机与现役长航时无人机（全球鹰等）最突出的区别在于飞行高度和驱动方式 2 个方面。飞行高度上， 超长航时无人机其往往可以达到临近空间， 临近空间是指处于现有飞机最高飞行高度和卫星最低轨道高度之的空域（通常距地表约 20~100km），它作为航天与航空的空间接合部。 临近空间无人机相对于传统长航时无人机具有生存力高、续航时间长、 载荷能力强的特点，而其使用费用相对于卫星将大幅降低。

在驱动方式上，超长航时无人机往往采用太阳能作为动力源， 并配以超大展弦比机翼或以飞艇、 浮空气球的形式提供升力，这使得超长航时无人机能够获得充足动力源的同时，实现长时间滞空，并保持一定的机动性。

2011 年，美国《航空周刊》网站披露了一种能连续飞 5 年的太阳能飞机，“秃鹰无人机”，并打算把它作为太空卫星失效时向航母攻击群提供通信的重要手段。“秃鹰”将在白天使用机翼和尾翼上的太阳能帆板收集能量，然后储存在可重复使用的燃料电池中。等到夜间，燃料电池将为电力驱动系统提供电能，保证夜间飞行时无人机不会失去动力。 英国也有类似的计划，其“西风”无人机与美国的“秃鹰”无人机一样都是太阳能无人机，其采用超轻型碳纤维制造机身，最终翼展超过 18 米，重量仅为 30 千克。机翼上表面覆盖有太阳能电池板，在白天可以满足“西风”两翼上的 2 台电动螺旋桨引擎的电力需求，维持在 18000 米以上高空飞行；夜间飞行时“西风”的飞行高度会降低到 16000 米以下。

据科技日报 2017 年 8 月报道， 由中国航天科技集团研制的“彩虹”太阳能无人机近日开展了高空飞行验证，在临近空间高度成功试飞。这标志着我国成为继美、英之后第三个掌握临近空间太阳能无人机技术的国家。

3.2 微小型无人机

长航时无人机一般都朝着大型化发展，而无人机的另一种发展方向则是微小型化。微型无人机目前国际上并没有一个严格的定义，欧洲国际无人机系统协会在 2003年将其定义为航程小于 10 公里，高度 250 米，航时 1 小时，起飞重量小于 5kg的无人机设备。 其主要特点有： 重量轻， 体积小， 隐蔽性好； 起降灵活，携带操作易； 机动性强， 侦察效果好； 成本低廉，作战伤亡小。

微型无人机当前主要的使用目的是打赢信息化条件下的局部战争，因此多用于普通侦察机探测不到的死角，非常适合城市、丛林、山地等复杂环境以及特殊条件下的特种部队和小分队作战。目前世界各主要国家均在大力研制各种微小型无人机。美国不仅推出了“微星”、“龙眼”和“黑寡妇”等众多型号，甚至还在研究将甲虫等昆虫直接改造成微型“无人机”。

根据《军用微型无人机的发展现状及趋势》， 自 1997 年起美国已在军用微型无人机研发上投入超过 20 亿美元，并且预计在 2017 年投入 9 亿美元用作军用无人机研发。 其中具有代表性的主要有桑德斯公司生产的“微星”无人机，其体积只有人的手掌大小，总重不足 100g，功耗 15W，航程 5 公里，续航时间半小时，最大速度可达 56 公里/小时。该无人机采用手抛式发射，程控飞行，可停留在窗口完成拍摄任务，通过无线电实时将数据传回计算机端。

3.3 作战无人机

虽然早在 2001 年 10 月 17 日， 美军就已经利用“捕食者”直接对阿富汗的地面目标实施了作战打击，但其仍属于察打一体无人机，与未来无人作战飞机还有一定差距。 作战无人机（UCAV） 是“高配版”的攻击无人机， 与察/打一体无人机或者现役的攻击型无人机不同， 作战无人机在研发之初就考虑到能在高威胁环境下使用。 因此， UCAV 普遍拥有隐身、 抗电子干扰、 大过载机动等性能，具备较强的战场生存以及突防能力。 同时 UCAV 还应拥有较长的续航能力（或空中加油能力）、强大的武器载荷，可在高强度的正面战争中执行火力打击、电子攻击等各种任务。这类无人机目前均尚未正式服役，其代表机型包括美国 X-47B、俄罗斯“鳐鱼”、欧洲“神经元”和“雷神”。

X-47B 无人机是美国曾研制的一款作战无人机。 它的出现创造了很多记录： 它是人类历史上第一架无需人工干预、完全由电脑操纵的“无尾翼、喷气式无人驾驶飞机”，也是第一架能够从航空母舰上起飞并自行回落大型无人机。 X-47B 无人机的外形很有特点，其无尾翼，外翼由铝合金部件和碳纤维环氧复合材料蒙皮组成，对所有波段的雷达隐身性能都很高。而且 X-47B 无人机的载弹量很大，其两个内臵仓内分别可以容纳一枚 2000 磅级的联合制导攻击武器，比捕食者的载弹量有着很大提高。 2013 年 7 月 10 日，该无人机首次实现了在航母上着陆，这对于无人机的远洋作战以及机动部署具有里程碑意义。由于 X-47B 与美国空军正在研制的下一代 B-21 战略隐轰炸机在很多功能方面都存在严重重合等因素，美国国防部已在 2017 年度预算案中，决定将舰载无人空中监视与打击项目(UCLASS)调整为舰载无人空中加油系统(CBARS)，这标志着 X-47B 项目将终止。但其所代表的智能化、隐身化、能在航母上起降等要素，无疑是作战无人机未来发展的重要方向。

根据《军用无人机技术的发展现状及未来趋势》， 在未来信息化战争中， 作战无人机与有人驾驶飞机相互依赖，缺一不可。美国军方已经开始研究无人机与有人驾驶飞机协同作战问题。 今后各国研发的无人作战飞机一旦正式服役，将意味着军用无人机的使用模式将开始向在高危区域执行主流作战任务的方向转变，从而成为未来战争中主战装备之一。这将极大地改变未来空中作战的模式，并将在部队编制、作战原则和采办策略等方面带来深远影响。

3.4 无人机集群化

无人机的集群技术的灵感来源于自然，正如鱼群、鸟群、蜂群、蚁群一样，无人机集群中的每个个体的能力或遵循的行为规则非常简单，且控制是分布式的，不存在中心控制，但个体通过集群效应能够实现复杂的功能。 其具有以下三个特点： 功能分布化： 将作战所需的各项功能（侦察、电子干扰、打击等）分散到大量低成本、功能单一的平台中，通过大量个体直接的协同来实现原本复杂的系统功能。 体系生存率：无人机集群具有“无中心”和“自主协同”的特性，当部分个体失去作战能力时，整个无人机集群仍然具有一定的完整性，仍可继续执行作战任务。 效费交换比：功能单一的无人机平台成本较低，在进行作战任务时，敌方应对大量的无人机个体需要消耗数十倍甚至上百倍的成本来进行防御。

早在 2002 年，美国空军研究实验室通过研究表明：采用多无人机集群作战适合一些简单反应性作战任务，包括区域搜索和攻击、侦察和压制、心理战和战术牵制等。 2016 年 3 月，美国防部国防高级研究计划局（DARPA）向复合材料工程公司、Dynetics 公司、通用原子航空系统公司和洛克希德〃马丁公司授予总金额 1610 万美元的“小精灵”项目第 1 阶段合同。“小精灵”项目旨在通过探索小型无人机集群的空中发射和回收等关键技术，支撑美军为着眼大国对抗而聚焦发展的分布式空中作战概念。该作战概念不但将颠覆当前以 F-35 等大型多功能平台为核心的作战样式和装备发展思路，给敌方防御带来重大挑战，也可能成为未来大幅降低作战成本的重要途径。 2016 年 5 月，美国空军正式提出《2016—2036 年小型无人机系统飞行规划》，希望构建横跨航空、太空、网空三大作战疆域的小型无人机系统，并在 2036 年实现无人机系统集群作战。

近两年，在固定翼无人机集群飞行研发方面， 中美两国展开了激烈的角逐。 据新华社及新浪军事报道， 2015 年美国成功试飞 50 架规模的无人机集群； 2016 年的珠海航展上， 中国电子科技集团公司携手清华大学和泊松技术， 披露了我国第一个固定翼无人机集群试验原型，实现了 67 架规模的集群原理验证； 仅仅两个月后，美国释放了 103 架规模的无人机集群； 2017 年 6 月，中国电科集团再次完成了 119架固定翼无人机集群飞行试验，这标志着智能无人集群领域的又一突破， 并奠定了我国在该领域的领先地位。 此次试验原本计划有 120 架无人机，一架出现故障，所以最终是 119 架，但这也体现出了无人机集群的一个优势， 当有一部分飞机失能了或者被摧毁了，并不太影响整个集群的功能，这就是集群生存率高的体现。

无人机集群除了系统生存能力强、效费比高等优势外，突防能力强也是其优势之一。 美国海军数百次的模拟试验表明“宙斯盾”这套强大的防空系统在应对无人机的集群攻击时也往往难以合理分配火力， 显得力不从心。 据人民网报道， 美方曾针对宙斯盾防空系统做过仿真试验，以 8 架飞机为一个集群，对宙斯盾进行一个突破，每一个集群平均有 2.8 个可以突防。 当无人机集群的数量是成百上千个的时候，其突防比例还将进一步提升。

3.5 无人机市场预测

根据 SIPRI 报道， 2016 年全球军费共计约 1.69 万亿美元，约占全球 GDP 的 2.2%，人均 227 美元。 近 30 年来，全球军费开支在冷战结束后快速步入了低谷期，在2001 年 911 事件后又迅速攀升，近 8 年一直维持在 1.7 万亿美元左右。 我国 2016年军费支出大约 2150 亿美元，全球占比 13%，较 2015 年提高了一个百分点。 2007年， 我国军费支出仅为 1180 亿美元，然而 2007 年与 2016 年军费支出占我国 GDP的比例都是 1.9%，军费的增长全部得益于我国 GDP 的增长。若按照新华社提供的数据计算，我国 2016 年军费占 GDP 的比例仅为 1.28%，远低于世界平均水平。

未来随着我国国民经济和国防军事的大力发展，我国军费以及军费占 GDP 比例都有望进一步提升。

资料来源： SIPRI

根据 Visiongain 公司发布的《Military Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Market Report2016-2026》（军用无人机市场报告 2016-2026）以及 Market Forecast 发布的《GlobalMilitary UAV Market Forecast to 2022》（全球军用无人机市场预测 2022）， 2016 年，全球军用无人机市场约为 74.47 亿美元，到 2026 年将会增长至 139 亿美元，年复合增长率为 6.44%。 全球军用无人机市场的乐观预期与全球军费的止步不前形成了鲜明的对比，未来无人机市场将备受关注。

根据中投顾问《2016-2020 年中国军工产业深度调研及投资前景预测报告》，我国军用无人机需求总额将由 2013 年 5.7 亿美元增至 2022 年 20 亿美元， 10 年需求总额将达到 120 亿美元，年复合增长率 15%，远高于全球军用无人机市场预期增长速度。我国军用无人机仅占国防开支中装备费用的约 0.5%，仅相当于美国 90 年代水平，因此发展潜力巨大。

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