中文名：無(wú)人機(jī)氣象監(jiān)測(cè)

　　外文名：uav meteorological monitoring

　　目錄

　　背景簡(jiǎn)介

　　·行業(yè)簡(jiǎn)介

　　·行業(yè)需求

　　無(wú)人機(jī)應(yīng)用于氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　執(zhí)行方式

　　操作要點(diǎn)

　　背景簡(jiǎn)介行業(yè)簡(jiǎn)介

　　氣象信息是經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要依據(jù)，也是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的需要。無(wú)人氣象直升機(jī)在氣象監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮出了自身的優(yōu)勢(shì)，低成本、低速、巡航距離遠(yuǎn)、高可靠性的無(wú)人機(jī)執(zhí)行低空飛行任務(wù)，操作員可以很方便在地面的控制飛機(jī)的飛行路線和飛行高度。

　　利用無(wú)人機(jī)技術(shù)開展國(guó)土資源調(diào)查與土地利用監(jiān)測(cè)，可及時(shí)地反映各種國(guó)土資源的具體情況，增強(qiáng)資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)與災(zāi)害防治的預(yù)見性，為國(guó)土開發(fā)與整治，環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘查，建設(shè)工程選址、選線及城市規(guī)劃提供依據(jù)。

　　行業(yè)需求1．我國(guó)國(guó)土遼闊，氣象監(jiān)測(cè)管理具有一定控制面上的局限性，通過(guò)現(xiàn)有的人工作業(yè)方式，效率不高；

　　2．在氣象監(jiān)測(cè)天氣預(yù)報(bào)方面，衛(wèi)星圖清晰度不高，無(wú)法獲取有效的實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)依據(jù)不足；

　　無(wú)人機(jī)應(yīng)用于氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　無(wú)人機(jī)氣象飛機(jī)主要測(cè)量下列氣象數(shù)據(jù)：溫度、氣壓、濕度、風(fēng)、真高度、各種圖像（數(shù)據(jù)）、云形成類型和大小、能見度、湍流發(fā)生和大小、積冰。基本的氣象觀測(cè)準(zhǔn)確度要求如下：

　　能見度：±20%（≥0.1km,≤10km）；

　　云覆蓋（最底層）：±1/8；

　　云底高：±30m(0~300m),±10%(>300)；

　　垂直風(fēng)剖面：±10°，±2.5m/s；

　　云頂高：±150m(≤1000m),±20%(>1000m)；

　　地面風(fēng)：±10°，±2.5m/s；

　　地面溫度：±1°；

　　垂直剖面溫度：±1°；

　　地面相對(duì)濕度：±5%；

　　垂直剖面濕度：±5%；

　　氣壓：±2%。

　　為了進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)，世界氣象組織（WMO）規(guī)定了氣象觀測(cè)要素，其中一些要素可以直接測(cè)量，另一些要素由主觀估測(cè)。主觀估測(cè)用可見光、紅外線和微波成像儀進(jìn)行探測(cè)，所有設(shè)備必須適合系統(tǒng)選擇的無(wú)人機(jī)，如重量、體積。

　　執(zhí)行方式

　　任務(wù)通常要求無(wú)人機(jī)按預(yù)先選定的航線飛行。許多復(fù)雜因素將影響任務(wù)的執(zhí)行，其中最重要的是無(wú)人機(jī)的性能。執(zhí)行任務(wù)的方式有三個(gè)方面：

　　1.直接測(cè)量。無(wú)人氣象直升機(jī)裝有常規(guī)氣象傳感器，對(duì)氣象參數(shù)直接測(cè)量，主要是指溫、濕、壓等參數(shù)。無(wú)人機(jī)自身作平飛。垂直飛行和低飛，可測(cè)量到各層面的氣象參數(shù)。水平飛行時(shí)飛機(jī)常保持一定的氣壓高度。為了對(duì)地面氣象數(shù)據(jù)測(cè)量更準(zhǔn)確，無(wú)人機(jī)必須降至150米高度作低空飛行。

　　2.遙感測(cè)量。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人氣象直升機(jī)將以遙感測(cè)量為主。主要設(shè)備有寬波段紅外輻射計(jì)、寬波段微波被動(dòng)輻射儀、寬波段太陽(yáng)被動(dòng)輻射儀、能見度儀和多普勒雷達(dá)等。紅外探測(cè)分辨率高，可以探測(cè)溫度和水汽分布，但它受限制的原因是不能透過(guò)云層。獲得降雨信息最好的設(shè)備室寬帶微波輻射計(jì)，它可測(cè)量各種云圖。

　　3.空投探空儀和數(shù)據(jù)中繼。無(wú)人氣象直升機(jī)帶十個(gè)空投探空儀，在50*50平方公里的面積上均勻散布，下降時(shí)間一般為幾分鐘，測(cè)量的數(shù)據(jù)一般有無(wú)人氣象直升機(jī)中繼。

　　無(wú)人機(jī)氣象監(jiān)測(cè)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1.低成本，性價(jià)比好。一架無(wú)人機(jī)的成本只需有人機(jī)的幾十分之一，甚至幾百分之一，而且使用和維護(hù)費(fèi)用低。

　　2.無(wú)人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn)。

　　3.生存力強(qiáng)。無(wú)人機(jī)廣泛采用塑料、玻璃纖維和其它透波材料，能夠快速修復(fù)。

　　4.機(jī)動(dòng)性好。小型無(wú)人機(jī)機(jī)體小、重量輕、不要求有專門設(shè)備的機(jī)場(chǎng)起降。

　　操作要點(diǎn)

　　無(wú)人氣象直升機(jī)要求在各種惡劣天氣飛行，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)也可能受到干擾，在這種情況下，飛機(jī)既要保持較快的速度飛行，又必須精確地測(cè)量各種氣象數(shù)據(jù)，因此對(duì)無(wú)人氣象直升機(jī)的各系統(tǒng)要求都很高。在低飛測(cè)量時(shí)，無(wú)人機(jī)與地面設(shè)備失去聯(lián)系，因此無(wú)人氣象直升機(jī)必須有自主飛行管理系統(tǒng)。無(wú)人氣象直升機(jī)一般采用導(dǎo)航測(cè)風(fēng)，因此要求有精確的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。此外要求各種測(cè)量?jī)x器慣性小、精確度高和可靠性好。