【正文】 ，病蟲害機械化防治的瓶頸問題，是我國土地經(jīng)營模式下的必然選擇。加快精準高效病蟲害防治技術與裝備研發(fā)，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定的任務更加艱巨。常規(guī)的背負作業(yè)方式勞動強度大，作業(yè)質(zhì)量差，易發(fā)生中毒事故。據(jù)調(diào)查，96%的農(nóng)民認為施藥作業(yè)是最繁重的田間勞動。而且隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的步伐不斷往前推進，要求用現(xiàn)代的物質(zhì)裝備來改造農(nóng)業(yè)，普遍實現(xiàn)了機械化和自動化以及信息化，科技在農(nóng)業(yè)進步中的作用越來越凸顯，推動農(nóng)業(yè)由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。高效的新型航空施藥技術與裝備的應用，恰恰體現(xiàn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求，真正做到勞動力投入少，解決當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的困境?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型已進入新的發(fā)展階段，正在從千家萬戶的小農(nóng)經(jīng)濟向區(qū)域化種植作業(yè)轉(zhuǎn)變，急需發(fā)展防治農(nóng)作物病蟲害的專業(yè)化施藥隊伍， 如各地出現(xiàn)的“機防隊”和“施藥專業(yè)戶”等。農(nóng)無人機施藥技術是以航空、信息、生物和農(nóng)業(yè)裝備為支撐點的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術系統(tǒng)，具有作業(yè)效率高，突擊能力強，機動性好，適應性強等優(yōu)點。是實現(xiàn)我國糧食安全、食品安全、環(huán)境安全的重大科技選擇，也是我國從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要標志。目前，與國外發(fā)達國家相比，我國植保機械產(chǎn)業(yè)的研究基礎比較薄弱，植保機械行業(yè)240余家生產(chǎn)企業(yè)中，多數(shù)企業(yè)規(guī)模小，技術力量缺乏，產(chǎn)品技術含量較低,缺乏核心競爭力，制約了我國植保機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對于加大科技進步對農(nóng)業(yè)的貢獻，提高我國植保機械領域的自主創(chuàng)新能力，增強產(chǎn)品核心競爭力和農(nóng)業(yè)抗風險能力具有積極的促進作用。無人機施藥采用低容量噴霧技術替代粗放的大容量噴霧技術，采用高精度GPS的農(nóng)用無人機的自動導航技術，實現(xiàn)航空噴霧作業(yè)噴幅的精確對接，極大地提高了我國航空植保作業(yè)的質(zhì)量，可把農(nóng)藥有效利用率提高到35%以上；通過本項目的實施，實現(xiàn)農(nóng)藥的減量、精確、高效、合理的使用，降低農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，符合“建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，高效利用資源，保護生態(tài)環(huán)境”的政策，也符合“減量化、再利用、再循環(huán)”的循環(huán)經(jīng)濟實際操作原則，是建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型可持續(xù)農(nóng)業(yè)的技術支撐。而高效的農(nóng)業(yè)航空施藥可以及時防控突發(fā)性大面積病蟲害，提高病蟲害防治效果，為國家挽回巨大的糧食損失，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。隨著我國人口老齡化，農(nóng)業(yè)勞動力日益短缺、勞動力成本不斷攀升與我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的矛盾將越來越激化。探索規(guī)模化、社會化無人機航空病蟲害防治的區(qū)域經(jīng)營模式，以及植保、農(nóng)機等多部門聯(lián)合的無人機航空病蟲害防治技術與裝備推廣機制，最終提出包括技術推廣、技術指導、規(guī)?；瘧玫臒o人機航空施藥裝備推廣使用體系，構建完善的新型服務體系，加速我國農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。二、項目目標及主要任務1. 戰(zhàn)略目標本項目根據(jù)國家對經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃中對主要農(nóng)作物病蟲害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治，加快推進農(nóng)業(yè)機械化需求，圍繞糧食生產(chǎn)中對高效施藥機械產(chǎn)品的重大需求，針對我國目前施藥技術落后、農(nóng)藥有效利用率低、施藥效率低、勞動量消耗巨大、高效施藥機械缺乏等關鍵問題，開展農(nóng)業(yè)輕型無人機施藥技術裝備與服務體系研究，突破高效低污染安全航空施藥技術、高效穩(wěn)定的施藥搭載平臺技術、施藥作業(yè)過程自動控制技術、精準施藥技術等核心技術，切實提高農(nóng)藥的有效利用率、減少農(nóng)藥使用量，解放勞動力，降低農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染，實現(xiàn)施藥的精量化、機械化、自動化和安全化。 2. 具體任務指標（1）突破無人駕駛輕型農(nóng)用直升機平臺技術；（2）完成無人駕駛輕型農(nóng)用直升機平臺與施藥裝備；（3）完成無人駕駛輕型農(nóng)用直升機平臺，無人機控制系統(tǒng)的高度與速度誤差小于5% ，具備自動駕駛與傻瓜式操控功能；（4）完成航空施藥新型制劑研發(fā)；3. 項目研究開發(fā)的重點農(nóng)業(yè)航空作業(yè)相對地面機具作業(yè)而言有著更復雜的農(nóng)藥沉積與飄移規(guī)律，從標靶上飄移的農(nóng)藥，不能真正發(fā)揮防治病蟲草害的作用，反而會導致浪費農(nóng)藥、降低防治效果，增加防治次數(shù)、相鄰地塊的敏感作物受損、過量噴藥、農(nóng)藥殘留超標、空氣和水源污染等一系列后果，對人類、動物和植物產(chǎn)生不良的影響。 精準施藥控制系統(tǒng)研究根據(jù)農(nóng)用輕型無人機航空施藥方式與方法，重點研究施藥過程全程自動控制技術，針對我國的無人機平臺，研究設計開發(fā)新型的精準施藥系統(tǒng)與GPS導航系統(tǒng)，實現(xiàn)噴灑精確對接、定點施藥、自動導航、高效自主作業(yè)，避免施藥過程中重噴漏噴現(xiàn)象，解決施藥操控問題。使用C語言和MATLAB語言開發(fā)航路規(guī)劃和實時顯示系統(tǒng)，集GPS和GIS于一體，實現(xiàn)自動規(guī)劃農(nóng)田邊界、自動規(guī)劃飛行航路、測算農(nóng)田面積、實時顯示飛行軌跡、定點精準施藥功能。本課題針對目前我國的無人機平臺，從低空穩(wěn)定性控制、傻瓜化操控、機體動力系統(tǒng)改造、發(fā)動機增壽等方面進行無人機平臺的農(nóng)業(yè)適應性研究改造，使之能夠更好的應用于農(nóng)業(yè)植保。本課題擬以消減地面效應影響，增加低空定位精度為研究目標，對目前我國的無人機平臺做進一步的研究改造。因此，本課題針對以上情況，結合無人機的飛行控制系統(tǒng)與操控界面，研究控制策略與算法改進，開發(fā)新型遙控裝備，實現(xiàn)無人機平臺的傻瓜化操作，大幅降低操作難度，縮短人員培訓時間，提高無人機田間作業(yè)的靈活性和工作效率。本課題擬展開農(nóng)藥藥劑成分、劑型、添加劑等方面研究，開發(fā)多種適用于航空噴灑的超低量農(nóng)藥劑型。美國航空施藥作業(yè)規(guī)范齊全，相關的法律法規(guī)健全，航空施藥設備、部件系列完善，能適合不同作業(yè)要求，年航空施藥面積達3400萬公頃，占總耕地面積的25%以上，其中水稻施藥作業(yè)100%采用航空作業(yè)方式。日本農(nóng)業(yè)耕地面積470萬公頃，農(nóng)業(yè)航空作業(yè)面積253萬公頃，占航空作業(yè)38%。日本目前用于農(nóng)業(yè)方面的無人機，以YAMAHA RMAX系列為主，每小時可噴灑農(nóng)藥7—10公頃，一架RMAX每天可噴灑農(nóng)藥80公頃。在農(nóng)藥制劑方面，日本有水稻、小麥、玉米作物專用的無人機噴灑農(nóng)藥制劑，目前在冊登記的專用農(nóng)藥已達150余種。全世界已有農(nóng)用飛機 60多種，其中固定翼飛機40多種， 旋翼(直升)機20多種，共約3萬余架，其中美國8000 多架，俄羅斯1萬多架，加拿大、澳大利亞等國也有數(shù)百架。其中美國、俄羅斯、日本3國分別達到 1億hm 7000萬hm180萬hm2， 分別占本國耕地面積的45％、35％和