如今的无人机似乎风靡一时。从政府、军事用途到个人娱乐玩具，无人机正变得越来越容易接近、强大，并对一系列政府、军事、环境、媒体、个人和私人利益有用。这种快速增长引发了无数关于无人机潜在应用的问题，包括无人机能否探测埋在地下的地雷。
▲民用无人机
▲军用无人机
地雷的过去和现在
地雷是一种埋在地下的爆炸装置，当某或物体压上或跨过它时，它会对施加的压力做出反应而启爆。
地雷作为一种被动防御手段已经使用了700多年，而地雷的基本版本一直被用作诱杀装置、防御战略工具，直到20世纪初才被使用。然而，当德国在第一次世界大战期间显著改进了地雷的设计技术，数以百万计的隐藏杀手遍布世界各地，其使用量呈指数级增长。
在地雷发展后的80年里，数百万人被地雷炸死或炸伤，其中包括军人和文职人员以及平民百姓。自1997年禁止使用地雷的《渥太华条约》以来，已有161个国家同意停止使用地雷，但这并没有完全消除地雷的使用，也没有消除从二战诺曼底登陆到柬埔寨已经埋下的地雷危险。
▲工兵的人工扫雷排雷效率低下，费时费力
从遗留在法国和德国战场上的反坦克地雷，到被遗忘在东南亚和其他地区的地雷，这些地雷仍然构成重大威胁。事实上，每年有4000多人死于或受伤于未发现的地雷，最保守估计全世界各地仍有1亿枚未发现的地雷。
▲金属探测器扫雷对塑料地雷或非金属地雷无能为力
那么无人机能解决地雷扫雷排雷这个问题吗？
单靠无人机本身还不足以解决这个问题，因为大多数无人机的复杂程度并不能解释埋在地下的东西。换句话说，无人机不具备与雷达卫星相同的能力，而那些可能极其昂贵且最有可能用于其他“更重要”任务的无人机。
现在，你们中有多少读者听说过GPS？它代表全球定位系统，但我们对一项密切相关的技术——探地雷达（GPR）感兴趣。这种特殊类型的雷达使用高频雷达脉冲创建地下图像。使用的微波将从任何子空间结构反射、折射或散射回来，然后可以极其精确地记录下来。探地雷达最常用于考古目的，以发现埋藏的地点或材料，以及军事应用，如寻找地下隧道一样。
▲车载民用探地雷达扫描地下发现地下异物
最有效的探地雷达方法需要地面天线来接收和转发微波读数，但也开发了机载天线；问题是，在渗透和解决之间总是存在权衡；换句话说，你用探地雷达看得越深，物体的位置就越不准确。大多数地雷都在地表附近，所以穿透力不需要太大。然而，无人机的高度和移动速度也将是检测精度的一个重要因素。
配备探地雷达设备的无人机将能够向地面发送雷达脉冲，并使用多频探地雷达（MFGPR），它实际上可以探测到地雷造成的地面凹陷，而不是地雷本身。对探地雷达的研究发现，包裹在塑料中的物体（大多数现代地雷都是这样）并没有被准确探测到，但地面上的凹痕确实记录得非常清楚。
无人机发现地雷的问题
配备探地雷达的无人机将面临与现代探雷者同样的问题——资源、时间和巨大的地面覆盖面积。有许多研究和无人机开发人员致力于利用探地雷达进行快速移动空中评估的后勤工作，但高度、岩石土壤和定位地雷坐标不准确等复杂因素将很难解决。
关键是设计一种能耗低（因此无需加油就能覆盖大面积）、重量轻、结构紧凑的无人机。此外，必须优化多输入多输出（MIMO）天线配置。换言之，如果地面天线和空中天线相结合，精确定位已发现地雷的位置和深度，将更容易、更准确。
▲无人机使用探地雷达高空扫描地表实时回传的图像
目前的一项研究目标是研制一种速度为40公里/小时的无人机，并对预先设定的区域进行连续、准确的扫描。如果无人机要用于大规模扫雷行动，找到高度、精度和扫描速度的完美结合将非常重要。虽然这个想法肯定是可行的，而且每年都变得更加现实，但找到地球上哪怕是一小部分地雷所需的资源和时间都是令人望而却步的。
除此之外，精确定位这些无人机位置的能力只是战斗的一半；安全地引爆或移除这些地雷也是非常危险的，需要额外的资源、时间和地面排雷人员，除非你想采取非常直接的方法，比如这些人……。
强大的无人机在地球上搜索，并从同温层安全引爆已发现的地雷的日子还很遥远，但这个想法和技术的实现远非不可能！
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