无人机：精准而优雅的夜空画家

徐蜜桃

见识过中国年传统的项目之后，咱们再来看一看中国年现代与科技的一面。在重大的节庆典礼时，无人机编队表演开始成为常态，灵巧的无人机矩阵在夜空中变换出一幕又一幕精美的画面，让人惊奇不已。关于这些夜空中的绘画精灵，你是否想过它们是怎么完成表演的呢？

三分天下，“草图”要精准

想要控制一架无人机并不难，只需要一个飞手，那几百架次的无人机同时起飞，还要让它们乖乖地在天空中组合排列出预设的画面，这需要什么样的技术？肯定不是几百名飞手同时操作，想想你们做课间操时的场景，就知道要实现几百人动作的整齐划一有多难了，这背后发力的是无人机的编队集群控制技术。

具体来讲，在飞行表演之前，工作人员需要确定三个区域——起飞区、表演区和观众区。起飞区是无人机集群摆放和起飞降落的地方，表演区是无人机升空之后表演的区域，就是天空中“画布”的位置，观众区则是观众现场观看和摄像机摆放的位置。确定了三块区域，执飞人员会用专业设备采集三块区域的地理信息并输入编程软件，将三块区域实现互相关联。

当“画布”的大小和位置确定之后，工作人员便可以用特定的编程软件，在电脑上画“草图”。与在纸上画画不同的是，编程软件里的“草图”就是每架无人机的飞行路径，所以在前期编舞阶段，工程师要做好严密的验算和试跑，保证飞行路径的准确无误。

三个小妙招，让无人机群乖乖作画

“草图”画好之后，如何让无人机在天空去实现这些图案并且互不干扰呢？这就不得不提其中的三个小妙招了。

● 妙招一，搭建局域网，互相不干扰。

还记得电影《流浪地球2》中，突然失控的无人机吗？一場大型的无人机表演，参演的无人机成百上千架，万一失控后果可不堪设想。

所以起飞之前，地面的执飞人员在无人机的摆放区，把电台、RTK 基站、POE 设备、AP 设备和终端电脑一字摆开，为执行任务的几百架无人机搭建一个小型的局域网，形成一个封闭的网络空间。这样，无论外界的电磁信号有怎样的波动，局域网内无人机的通信都不会受到影响，实现安全的飞行表演。

● 妙招二，表演计划早知道，有序飞行不乱跑。

当地面设备一切准备就绪，工作人员便可以通过总控端的电脑，给每一架无人机分批次地分发独一无二的专属任务文件。文件记录着每架无人机从表演开始到结束的全部任务信息，包括每一秒钟它的高度、速度、加速度、经纬度、灯光的颜色等详细参数，都被安排得明明白白。

● 妙招三，精准定位有保障，紧密相连不碰撞。

有的同学可能会好奇：即使有了任务文件，无人机又是如何判别自己的位置呢？它们在空中不会迷路吗？

秘密都在无人机内置的RTK 模块之中。RTK 模块你可能不了解，但说到汽车导航时所用的GPS 定位软件，你一定不陌生。RTK 模块是在GPS 定位的基础上开发的一款厘米级定位软件，在RTK 软件的加持下，无人机不仅会捕获自己的位置信息，而且可以达到厘米级别的精准。如此一来，几百架次的无人机便可以确认自己的飞行路径，从而各“飞”其道，彼此之间不会发生碰撞。

所以，在这“三个保险”的共同加持下，无人机集群才得以完美地完成飞行任务，为夜空带来了一幅幅震撼绝伦的画面！

地理启蒙

·七年级地理上“利用经纬网定位”

·地球表面任一地点的经纬度位置，就是某条经线和某条纬线的交点。