0引言
無人駕駛飛機簡稱“無人機”,英文縮寫為“UAV”（Unmanned Aerial Vehicle） ,是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機[1].無人機作業具有節省勞力、效率高、效果好等特點，相比人工作業有特別明顯的優勢。一般飛行員的極限飛行時間是8h,但是無人機在動力充足的情況下可連續飛行100h多[2].在20世紀20年代至今的近100年間，無人機經歷了從無到有、從普通到高端的階躍變化，但因受到政策及技術等因素的制約，其用途主要還是體現在軍事方面。近幾年，農用無人機的發展迎來了它的黃金時期。
農用無人機不僅作業效果優于人工作業，且在作業效率、安全性保障等方面也有較大優勢。我國現階段農業機械化的發展正處于中級階段，農業機械化的發展方向正朝著全面機械化轉變。黨的“十八大”報告提出： 轉變農業發展方式，推進農業現代化進程，對于保障我國家的糧食安全具有十分重要的作用。伴隨著這種轉變，農業生產對農業機械的需要也從普遍的耕作機械、收獲機械、農副產品加工機械等方面擴展到了農用無人機。
目前，農用無人機在農業生產中的應用主要體現在植保作業、林業監測、作物授粉及牧群定位等方面。世界上第1臺農用無人機出現在1987年的日本，經過將近20多年的發展，目前日本擁有2 400多架已注冊農用無人直升機，操作人員14 000多人，成為世界上農用無人機噴藥第一大國[3].除此之外，美國、俄羅斯、加拿大及韓國等國的農用無人機發展也較為迅速，技術體系也較為完善。我國農用無人機發展起步較晚，起初主要是依靠國家資助，一些科研院所、高校進行農用無人機的研究[4],但我國已日益重視農用無人機的發展及研究。截至2015年底，我國已有3 000多臺農用無人機投入農業生產，飛控手的人數已超過2 500人，相關產業的生產企業有400多家，加之農用無人機的各種作業優勢，我國農用無人機的發展前景很好。但我國農用無人機發展過程中也有技術不成熟、存在安全隱患、市場需求難以契合、操作人員相對缺乏、社會化服務體系不健全等問題，相信經過各方的協調統籌和共同努力，21世紀必然是農用無人機市場的春天。
1農用無人機發展概況與現狀
1. 1農用無人機的分類
農用無人機按照動力系統的不同可分為： 電池動力和燃油動力兩類[5].以電力為動力的無人機能起降迅速，并具有操作靈活的優點，但單次飛行時間一般只有10 ~ 15min; 燃油動力系統無人機以燃油發動機為動力，機身大，靈活性相對較差，需要一定的起降時間，且 維 護 較 為 復 雜，但 單 次 飛 行 時 間 可 超 過1h[6].
農用無人機按旋翼的不同可分為固定翼式、單旋翼式及多旋翼式[7].固定翼無人機由機翼產生升力，機翼位置和掠角等參數在飛行過程中保持不變[8]; 單旋翼無人機由主槳切割空氣產生推力，尾槳保證平衡，可垂直起降和穩定地懸停[3]; 多旋翼無人機以3個或者偶數個對稱非共軸螺旋槳產生推力上升，以各個螺旋槳轉速改變帶來的飛行平面傾斜實現前進、后退和左右運動，以螺旋槳轉速次序變化實現自轉垂直起飛降落，場地限制小，可在空中穩定地懸停[8].
按照農用無人機功能的不同，可將其分為農事操作及農田信息搜集兩大類。農事操作即利用無人機來代替一些人力的農事作業，來解決人工作業在質量、效率和勞力上的的不足，以及作業的安全問題等。農田信息搜集即利用遙感探測技術及時、準確地收集田間信息，包括光合作業質量、土壤濕度和作物群體生長情況等。
1.2國外農用無人機技術發展
1. 2. 1美國
1949年，美國開始研制專門用于農業的農用飛機[9].據統計，美國農業航空對農業的直接貢獻率為15%以上，水稻施藥作業100%采用航空作業方式。此前，美國因農業勞動人工成本太高一度放棄國內的水稻種植，大米全部依靠進口； 使用農用航空作業后，到20世紀70年代末，已一躍而成為了全球主要的稻米出口國之一[10].麻省理工學院在《科技評論》雜志中評選出了“2014年十大最具突破性的科技創新”,其中農用無人機排在了第1位。2015年1月，美國的聯邦航空管理局（FAA） 則正式批準、確定了無人機的農業應用-農作物監測[11].
美國的農業生產規模及科技水平已經并長期處于全球領先地位，也是世界上農用航空技術及應用最發達的國家。在美國，農用無人機已廣泛應用于播種、施肥和施藥等農事生產過程中，其自動導航、精量控制技術及各種作業模型已步入實用階段，作業環節優質高效，對環境的污染較低。
1. 2. 2日本
世界上第1臺農用無人機出現在日本，目前日本也是世界上無人機飛防最為成熟的國家。因為日本是一個典型的人多地少的國家，加之農戶的平均耕地擁有量和種植規模均較小，所以日本的作物施藥方式主要還是小型機動噴霧和直升飛機航空噴霧[4].最近幾年，輕型超低空的農用無人機憑其在作業效率、單位面積需藥量和農藥聚附等方面的優勢，在日本迅速地發展了起來。目前，日本有近3 000多架的農用無人機應用在農業生產中，飛手的數量達14 000多人，農林航空作業面積占總耕地面積54% .日本的航空植保操作規范完善，且專用航空藥劑多，僅無人機水稻施藥專用登記農藥就有133種[5].
1. 2. 3韓國
