中文名：無人機氣象監(jiān)測
外文名：uav meteorological monitoring
目錄
背景簡介
·行業(yè)簡介
·行業(yè)需求
無人機應用于氣象監(jiān)測系統(tǒng)
執(zhí)行方式
操作要點
背景簡介行業(yè)簡介
氣象信息是經濟發(fā)展規(guī)劃和農業(yè)發(fā)展的重要依據(jù)，也是國家可持續(xù)發(fā)展的需要。無人氣象直升機在氣象監(jiān)測領域發(fā)揮出了自身的優(yōu)勢，低成本、低速、巡航距離遠、高可靠性的無人機執(zhí)行低空飛行任務，操作員可以很方便在地面的控制飛機的飛行路線和飛行高度。
利用無人機技術開展國土資源調查與土地利用監(jiān)測，可及時地反映各種國土資源的具體情況，增強資源開發(fā)、環(huán)境保護與災害防治的預見性，為國土開發(fā)與整治，環(huán)境和災害監(jiān)測，水文地質、工程地質勘查，建設工程選址、選線及城市規(guī)劃提供依據(jù)。
行業(yè)需求1．我國國土遼闊，氣象監(jiān)測管理具有一定控制面上的局限性，通過現(xiàn)有的人工作業(yè)方式，效率不高；
2．在氣象監(jiān)測天氣預報方面，衛(wèi)星圖清晰度不高，無法獲取有效的實時氣象數(shù)據(jù)，預報依據(jù)不足；
無人機應用于氣象監(jiān)測系統(tǒng)
無人機氣象飛機主要測量下列氣象數(shù)據(jù)：溫度、氣壓、濕度、風、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?；镜臍庀笥^測準確度要求如下：
能見度：±20%（≥0.1km,≤10km）；
云覆蓋（最底層）：±1/8；
云底高：±30m(0~300m),±10%(>300)；
垂直風剖面：±10°，±2.5m/s；
云頂高：±150m(≤1000m),±20%(>1000m)；
地面風：±10°，±2.5m/s；
地面溫度：±1°；
垂直剖面溫度：±1°；
地面相對濕度：±5%；
垂直剖面濕度：±5%；
氣壓：±2%。
為了進行天氣預報，世界氣象組織（WMO）規(guī)定了氣象觀測要素，其中一些要素可以直接測量，另一些要素由主觀估測。主觀估測用可見光、紅外線和微波成像儀進行探測，所有設備必須適合系統(tǒng)選擇的無人機，如重量、體積。
執(zhí)行方式
任務通常要求無人機按預先選定的航線飛行。許多復雜因素將影響任務的執(zhí)行，其中最重要的是無人機的性能。執(zhí)行任務的方式有三個方面：
1.直接測量。無人氣象直升機裝有常規(guī)氣象傳感器，對氣象參數(shù)直接測量，主要是指溫、濕、壓等參數(shù)。無人機自身作平飛。垂直飛行和低飛，可測量到各層面的氣象參數(shù)。水平飛行時飛機常保持一定的氣壓高度。為了對地面氣象數(shù)據(jù)測量更準確，無人機必須降至150米高度作低空飛行。
2.遙感測量。隨著遙感技術的發(fā)展，無人氣象直升機將以遙感測量為主。主要設備有寬波段紅外輻射計、寬波段微波被動輻射儀、寬波段太陽被動輻射儀、能見度儀和多普勒雷達等。紅外探測分辨率高，可以探測溫度和水汽分布，但它受限制的原因是不能透過云層。獲得降雨信息最好的設備室寬帶微波輻射計，它可測量各種云圖。
3.空投探空儀和數(shù)據(jù)中繼。無人氣象直升機帶十個空投探空儀，在50*50平方公里的面積上均勻散布，下降時間一般為幾分鐘，測量的數(shù)據(jù)一般有無人氣象直升機中繼。
無人機氣象監(jiān)測特點優(yōu)點1.低成本，性價比好。一架無人機的成本只需有人機的幾十分之一，甚至幾百分之一，而且使用和維護費用低。
2.無人員傷亡的風險。
3.生存力強。無人機廣泛采用塑料、玻璃纖維和其它透波材料，能夠快速修復。
4.機動性好。小型無人機機體小、重量輕、不要求有專門設備的機場起降。
操作要點
無人氣象直升機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，飛機既要保持較快的速度飛行，又必須精確地測量各種氣象數(shù)據(jù)，因此對無人氣象直升機的各系統(tǒng)要求都很高。在低飛測量時，無人機與地面設備失去聯(lián)系，因此無人氣象直升機必須有自主飛行管理系統(tǒng)。無人氣象直升機一般采用導航測風，因此要求有精確的導航定位系統(tǒng)。此外要求各種測量儀器慣性小、精確度高和可靠性好。
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