无人机人工降雨方案

无人机人工降雨方案内容摘要：

空域资源作为新的建设重点。 全国范围内面发展推广新航行管制系统，开放所有低空空域 ， 这将极大地加剧原来已经很紧张的人工影响天 气 对空域的需求矛盾。 从 有效利用的飞机资源大幅 度 减少和马上要启动的困家新空域管理体制来看，人工影响天气使用的飞行平台问题将成为未来 l3 年人工影响 天气 服务的瓶颈问题，亟待解决。 空域改革的方向是开放空域。 发展民航和商业航空，增加地面高炮火箭等威胁空域安全的 工 具弥补飞机不足，显然是南辕北辙，行不通的。 要解决好缺水和防灾的气象服务问题，还是 要 利用 飞 机本身和空域改革的条件，扩大和提高 飞行平台的资源和性能入手。 无人机技术具有成本低廉、经济易用，尤其便于气象部门自己控制掌握，目前按照中国 气象部门自己 的拓宽服务领域、定位服务社会的理念，气象无人机技术也可以成为 省级以下 气象部门进行包括 人工影响天气 作业在内的、遥感、探测和灾害监测等业务的综合平台。 无 人机人工降雨优势 人工降雨无人驾驶飞机用于复杂天气下作业，是可控和可回收探测器和播撒器。 在降水云系出现时，根据雷达测得的降水云系的位置，设计飞行航线。 无人机自动飞向作业位置，并且工作人员可以根据天气雷达探测的降水云系实况，遥控无人机修正航线，无人机到达作业区或接近作业区时，通过无人机自身的气象探测仪器探测到的温度、湿度等气象参数，工作人员可以进一步选择作业点，发出遥控指令让无人机开始播撒。 这种无人驾驶飞机人工降雨作业方式具有针对 4 性、选择性和可控性，其目的是提高播撒作业的有效性和科学性。 与其它方式相比，无人 机人工降雨有如下优势： 具有自动导航、自动驾驶 、远程控制特点 无人小飞机采用 GPS 领航方式，飞行前通过计算机给飞机上的机载控制系统设置航线，遥控起飞后可转入由机载控制系统自动控制，飞机按照预定航线飞行。 在需要修改飞行方向时，也可通过遥控终端发出指令。 飞行过程中飞机上不断发送出飞机在空中的位 置、状态和探测信息。 运输、使用方便 无人机体积小、重量轻，可与发射装置分开，携带和运输方便，机动灵活，便于使用。 起飞对场地要求低 飞机采用滑跑的方式，只要有 几十 米 范围的 平坦地，就可以起飞 和着陆。 在飞行时，备 有降落伞装置，以防有以外状况，造成坠地机毁。 成本低，安全性好 ，适应环境能力强 无人机与有人驾驶机的差别在于前者没有载人，可以不考虑对人的安全，同时也不要安装人工作和生存的设施。 因此降低了使用成本， 减小了投资风险， 而且对环境的适应性更强。 气象无人机由于相对于有人驾驶飞机长续航时间、有比较高的高飞行高度人机可以分离，对于有人驾驶飞机根本不敢进入的强对流云，气象无人机由于成本低廉，可以在可接受成本的条件下，进行科学 探测 和作业。 取得平时很难获取的强对流的直接探测资料。 作业调度方便，适合防灾和减灾工作 旱情和火情是都是紧急、难以预测的。 对于商业租机 ， 等租到飞机、安装好设备。 灾情已经错过了一到两次关键的降水过程。 无人机由于价格低廉、省市级单位可以购买。 小型的甚至县级单位都可以接受，没有机组人员的消耗，使用成本低廉，针对火情、旱灾可以做到及时应对。 总之， 将无人驾 驶飞机用于人工 降雨 ，它将不仅兼有有人驾驶飞机机动性强优点，同时兼有高炮和火箭受天气条 件限制小的优点。 5 3 用于人工降雨的无人机系统 采用 Quickeye（快眼） Ⅳ 无人机系统来实施人工降雨工作，因为这个型号的飞机满足人工降雨的飞行要求。 Quickeye（快眼）无人机系统包括：无人机机体、 NCG1 无人机飞控系统、无人机地面站系统、 人工降雨 设备。 Quickeye（快眼）无人机特点 无人机关键的性能指标包括飞行高度、续航时间、有效载荷、飞行平稳度、导航精度、巡航速度、起降方式等。 Quickeye（快眼）无人机特点： ，自身安定性优异 ，起降场地要求低 ，便于运输安装 ，作业展开时间短 Quickeye（快眼）无人机性能 表 Quickeye（快眼） Ⅳ 无人 机主要硬件参数 项目 参数 快眼 Ⅳ 气动外形 前拉后推式 机长 翼展 3m 机翼面积 平方米 机高 480mm 载荷仓容积 升 6 空重 8kg 最大燃油储量 升 最大起飞重量 38kg 最大任务载荷 12kg 表 Quickeye（快眼） Ⅳ 无人机主要作业参数 项目 参数 快眼 Ⅳ 最大空速 135 公里 /小时 最大飞行高度 海拔 5000 米 最大海平面爬升速率 满载时 米 /秒 航程 250 公里 燃油消耗率 升 /小时 发动机 巡航转速 60006500 转 /分钟 发动机最高转速 7200 转 /分钟 巡航空速 110 公里 /小时 最大过载 5G 航时 23 小时 标准作业航程 180 公里 巡航抗风能力 17 米 /秒 起降抗风能力 5 级 控制半径 200 公里 7 图 Quickeye（快眼） Ⅳ 型前拉、后推式无人机实体 Quickeye（快眼）无人机 飞控系统 本项目采用中国科学院遥感应用研究所自主研发的无人机控制系统——NCG1型无人机飞控系统。 该系统包含：机载飞控、地面站、通讯设备。 可以控制各种布局的无 人驾驶飞机，使用简单方便，控制精度高， GPS导航自动飞行功能强，并且有各种任务接口，方便用户使用各种任务设备。 起飞后即可立即关闭遥控器进入自动导航方式，在地面站上可以随意设置飞行路线和航点，支持飞行中实时修改飞行航点和更改飞行目标点。 单一地面站控制多架飞机的能力和自动起降的功能也正在开发中。 作为无人机的飞行控制核心设备，系统的主要任务是利用 GPS 等导航定位信号，并采集加速度计、陀螺等飞行器平台的动态信息，通过 INS/GPS 组合导航算法解算无人机在飞行中的俯仰、横滚、偏航、位置、速度、高度、空速等信息，以及 接收处理地面发射的测控信息，用体积小巧的嵌入式中央处理器形成以机载控制计算机为核心的电子导航设备，对无人机进行数字化控制，根据所选轨道来设计舵面偏转规律，控制无人机按照预定的航迹飞行，使其具有自主智能超视距飞行的能力。 8 1） 自稳能力： 在各种气象条件及外界不可预测影响下，智能测算无人机的各项指标参数，自动控制无人机的飞行姿态的稳定，确保无人机正常飞行； 2） 自航能力： 在保持无人机飞行稳定的前提下，采用各种导航手段，控制无人机按照预先设定的航迹飞行，执行相应航线任务； 3） 状态监控与测控接口： 作为整个无人 机系统的控制核心，飞行控制计算机系统实时监控无人机各模块状态，并通过高速接口与地面站实时进行指令和数据的交换。 Quickeye（快眼）型无人机飞控系统采用了最先进的 FutabaPCM1024系列遥控，操作比一般的无人机控制系统更加灵活 ，飞行姿态控制更加方便。 控制系统的舵机是中科院遥感所自主研发的，达到了 50Hz更新率， 13 位舵机分辨率，使项目 无人机能够获取更高精度的数据。 主要特性如下：  集成 4Hz 更新率 GPS，可扩展北斗、 GLONASS 组合导航；  集成数字式空速、气压传感器， 高精度，高度测量可扩展无线电高度计；  集成低成本低重量 IMU，通过带 GPS 修正的 Kalman 滤波计算最贴近真实情况的飞机姿态，动态精度 177。 2186。 ，消除瞬时加速度、陀螺漂移对姿态计。