大无人机为何能低于起飞点飞行？

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为什么大无人机要低于起飞点飞行？（动机）

在某些特定场景下，低于起飞点飞行是必要的任务需求,主要包括：

（图片来源网络，侵删）

巡检类任务（最主要的应用场景）
- 桥梁巡检： 无人机从桥面或桥头起飞，需要悬停在桥墩、拉索、桥底等下方位置，检查结构裂缝、锈蚀等情况。
- 电力巡检： 检查高压输电线的塔基、绝缘子串的下表面,或悬停在电缆下方进行红外测温。
- 风力发电机巡检： 检查风机叶片的根部和下表面。
- 管道巡检： 检查油气管道、桥梁的底部焊缝和涂层。
搜救与测绘
- 峡谷或城市搜救： 在狭窄的峡谷或高楼林立的“城市峡谷”中,飞行路径可能被迫低于起飞基准面。
- 测绘： 对悬崖、坑洞等特殊地形进行建模时,可能需要从高处飞向低洼处进行拍摄。
影视拍摄

为了获得特殊的视角和镜头效果，例如从悬崖顶部向下俯冲,或从建筑物顶部飞向地面。
（图片来源网络，侵删）

大无人机低于起飞点飞行时，会面临一系列严峻的挑战,远高于在开阔空域的飞行。

失控风险（最大的危险）
- GPS信号丢失或变弱： 当无人机飞到桥下、山谷底部或高楼之间时，GPS信号可能会被遮挡或严重衰减，无人机主要依靠视觉定位（VPS/Odometry）。
- 视觉定位失效： 在下方地面纹理单一、反光（如水面、玻璃）、或光线昏暗的环境下，视觉定位系统可能无法准确判断自身位置，导致无人机“飘移”或突然失控。
环境干扰
- 强烈的湍流和乱流： 气流遇到障碍物（如桥墩、山体、建筑物）时会产生复杂的湍流，在下方飞行时，无人机更容易受到从下方或侧面吹来的不稳定气流影响,导致姿态剧烈变化。
- 风切变： 在不同高度和位置，风速和风向可能差异巨大,对飞行稳定性构成巨大挑战。
视觉障碍
（图片来源网络，侵删）
- 视线受阻： 飞手无法直接看到无人机，只能依赖第一人称视角（FPV）和图传信号，在复杂环境中，图传信号可能受到干扰或中断，造成“失联”。
- 碰撞风险急剧增加： 下方可能存在未预见的障碍物，如桥梁的附属设施、检修平台、临时吊物、树木等,碰撞风险极高。
应急返航困难

如果在低空发生故障（如动力不足、失控），无人机可能没有足够的高度和距离来执行应急程序,直接导致坠毁。

根据《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》和《民用无人驾驶航空器经营性飞行活动管理办法（暂行）》等法规,对于这类高风险操作有明确要求：

实名登记： 起飞重量大于250克的无人机必须进行实名登记。
超视距飞行许可： 大多数低于起飞点的飞行都属于超视距飞行，必须向空管部门（如民航地区管理局）申请飞行计划,获得批准后方可执行。
驾驶员资质： 操作大无人机（视距内需有民航局颁发的无人机驾驶员执照，超视距飞行则必须持有执照）。
安全操作规范：
- 任务前勘察： 必须对飞行区域进行详细勘察，了解环境、障碍物、信号情况、气象条件。
- 制定应急预案： 必须准备好详细的应急预案，包括信号丢失、失控、低电量等情况下的应对措施。
- 使用专业设备： 建议使用具备双GPS、RTK高精度定位、激光雷达避障、高清图传等功能的工业级无人机。
- 安全冗余： 在电量计算上必须留有充足的余量，例如规划返航点时,确保返航路径上的最低点仍有足够电量完成着陆。
- 团队协作： 通常需要飞手、观察员、任务负责人等多人协同作业，观察员负责观察周围环境,提醒飞手注意潜在危险。

如果任务必须低于起飞点飞行,请务必遵循以下建议：

规划为王：
- 使用专业规划软件（如DJI GS Pro, Litchi等）提前规划好航线，设置好各个航点的飞行高度、速度和相机参数。
- 在规划软件中模拟飞行,检查航线是否与障碍物有冲突。
充分准备：
- 检查设备： 飞行前全面检查无人机、遥控器、电池、图传系统。
- 选择电池： 使用电量饱满、性能良好的电池，计算总飞行时间时，至少要保留30%-40%的电量作为应急储备。
- 选择时机： 避开大风、雨雪、大雾等恶劣天气，尽量选择光照充足的时段飞行,以增强视觉定位效果。
飞行中监控：
- 时刻关注状态： 飞行中要密切关注无人机的高度、速度、电量、GPS卫星数、图传信号强度和定位模式。
- 手动接管： 在进入复杂环境前，提前切换到更稳定的飞行模式，并做好手动接管的准备,不要完全依赖自动飞行。
- 保持联系： 观察员与飞手之间保持顺畅沟通,随时报告周围环境变化。
应急处理：
- 信号丢失： 如果图传或GPS信号丢失，不要慌张，首先尝试手动悬停，观察无人机是否稳定，如果无人机开始飘移,尝试缓慢操作摇杆使其回到有信号的区域。
- 紧急迫降： 如果确认无法恢复控制，且电量极低，应立即选择一个相对安全的区域（如下方平坦地面、水面）执行紧急迫降程序。