無人機航測技術可為環境突發事件、大氣污染應急處置、污染源排放監管、區域環境質量評價、遙感和空氣質量模型的校準等環境管理方面提供強有力的技術支撐手段。在環保部科技司和環科院各級領導的大力支持和指導下，在國家重大科學儀器設備開發專項“飛行器航測氣溶膠的成套儀器設備研發” 的資助下，我院大氣化學和氣溶膠科技創新基地在無人機航測氣溶膠系統研發方面取得了重要進展，建立了無人機航測氣溶膠、氣體污染物并實時回傳數據的能力。
課題組成員完成了無人機平臺的選型、航測平臺的集成及數據鏈的實時傳輸。研發人員對合作企業的無人機進行改裝，配置攝像機、PM2.5監測設備（光散射法）、黑碳儀、氣體傳感器、溫濕度傳感器和通信中繼機等多種任務設備，實現視頻監控的實時傳輸、氣溶膠實時測量和空中通信中繼等功能。此外，研發人員在無人機航測系統的地面控制站中集成了數傳電臺接收模塊和圖傳電臺接收模塊，并通過控制軟件實現了對監測數據、圖像進行實時采集和可視化監控等功能。
為驗證本項目集成的無人機航測氣溶膠系統的性能，項目組于2012年7月6日在郊區開展了試飛驗證實驗。當日天氣小雨，為驗證無人機航測氣溶膠系統的適應能力，課題組決定冒雨飛行檢驗雨中設備的工作能力。此次飛行無人機配置了攝像機、PM2.5監測設備、溫/濕度傳感器和通信中繼機等任務設備，空速20米/秒，飛行高度在200米和400米兩個高度層，飛行方式分為手控飛行和自控飛行，飛行時間30分鐘。實驗結果顯示，無人機航測氣溶膠系統：（1）性能穩定可靠，可適應復雜的氣象環境；（2）系統的智能化程度較高，簡化了人員的操作；（3）監測數據和圖像接收靈敏度高，覆蓋范圍廣，延時小。
本次實驗是項目組首次將無人機應用于大氣氣溶膠監測，拓展了無人機航測技術的應用領域。課題組目前正致力于繼續優化和測試該系統平臺，進一步提高無人機航測系統的穩定性和電磁兼容性，研發適合無人機的小型設備和優化地面指揮系統對航測設備的控制精度，以期形成一種具有自主知識產權的、穩定性好、操作簡單、推廣性好的無人機航測氣溶膠系統，進而為無人機航測氣溶膠的規范化和標準化提供的技術支撐。
圖1. 測試中的無人機及發射架
圖2. 搭載的部分設備
圖3. 氣溶膠采樣進口圖示
圖4. 地面控制站（左側為實時回傳數據圖，右圖為機載攝影和操控系統）
圖5. 飛行團隊及部分課題組成員合影
（大氣化學和氣溶膠科技創新基地 供稿）
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