近年來(lái)河流流量測(cè)驗(yàn)方法、技術(shù)革新手段推陳出新，防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)流量測(cè)驗(yàn)要求愈加嚴(yán)格。為此，鈦能科技兄弟單位南京開(kāi)悅科技有限公司專(zhuān)門(mén)研制出無(wú)人機(jī)雷達(dá)波測(cè)流系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)流量測(cè)驗(yàn)存在的缺點(diǎn)，適用于防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)測(cè)流，滿(mǎn)足信息化發(fā)展以及應(yīng)急搶險(xiǎn)的需求。

一、系統(tǒng)構(gòu)成

無(wú)人機(jī)雷達(dá)波測(cè)流系統(tǒng)由空中設(shè)備、地面設(shè)備兩部分組成：空中設(shè)備由無(wú)人機(jī)、增穩(wěn)云臺(tái)、無(wú)線(xiàn)雷達(dá)流速儀構(gòu)成；地面設(shè)備由無(wú)線(xiàn)接收終端、移動(dòng)終端構(gòu)成。空中設(shè)備與地面設(shè)備之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通訊。

開(kāi)悅科技無(wú)人機(jī)雷達(dá)波測(cè)流系統(tǒng)采用六旋翼無(wú)人機(jī)，比四旋翼無(wú)人機(jī)更穩(wěn)定，相比八旋翼無(wú)人機(jī)效率更高。無(wú)人機(jī)機(jī)身材質(zhì)為碳釬維，機(jī)臂可折疊，性能參數(shù)如下：

核心算法：采用L1自適應(yīng)控制算法，自適應(yīng)控制高度，空速平衡；

集成了高精度的實(shí)時(shí)差分模塊，具有厘米級(jí)的位置及高度精度，支持全自主起降、精準(zhǔn)航線(xiàn)飛行、精確定高；

集成了高精度IMU模塊、高精度磁傳感器、采用高性能非線(xiàn)性GPS/SINS/AHRS算法，具有400Hz更新頻率，姿態(tài)精度高，GPS信號(hào)不好時(shí)自動(dòng)平滑切換為AHRS模式；

采用L1自適應(yīng)控制算法，具有極高精度的姿態(tài)與航跡控制性能；抗擾動(dòng)能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，控制精度及穩(wěn)定性不因飛機(jī)的重心、重量的變化而受影響；

采用基于VxWorks操作系統(tǒng)的模塊化軟件組件，根據(jù)用戶(hù)需要可以開(kāi)放模塊接口、提供相關(guān)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持用戶(hù)在飛控端的二次開(kāi)發(fā)；

支持多種飛行模式（GPS懸停模式/姿態(tài)模式/自動(dòng)航線(xiàn)模式）；

具有可定制的應(yīng)急處理能力（已經(jīng)包含電壓過(guò)低、GPS衛(wèi)星丟失、數(shù)據(jù)鏈超時(shí)、手動(dòng)指令超時(shí)、高度過(guò)低、高度過(guò)高等常規(guī)的應(yīng)急處理設(shè)置）；

具有多個(gè)禁飛區(qū)設(shè)置功能；

內(nèi)置32MByte數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（飛行黑匣子），可以完整記錄4~8小時(shí)的飛行數(shù)據(jù)；

機(jī)身：采用高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料，高強(qiáng)度長(zhǎng)壽命粘合劑，通過(guò)高精度鋼制模具生產(chǎn)，外表涂覆絕緣材料，確保高絕緣電阻，飛行器防水設(shè)計(jì)，可在大雨中飛行；

快速折疊/展開(kāi)機(jī)構(gòu)：30秒內(nèi)完成飛行部署；

三自由度增穩(wěn)云臺(tái)：兼容可見(jiàn)光和紅外任務(wù)設(shè)備；

影像采集設(shè)備：可遠(yuǎn)程變焦、對(duì)焦、拍照；兩種設(shè)備獲取的影像數(shù)據(jù)均可就地存儲(chǔ)；

地面站：選擇軍工級(jí)筆記本計(jì)算機(jī)，防水防塵抗震高亮度顯示屏設(shè)計(jì)；

起落架：高強(qiáng)度輕質(zhì)鋁合金起落架，不易變形與損壞，落地穩(wěn)健。

無(wú)線(xiàn)雷達(dá)流速儀是通過(guò)增穩(wěn)云臺(tái)掛載于無(wú)人機(jī)上。

增穩(wěn)云臺(tái)是一種為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物體姿態(tài)穩(wěn)定控制的裝置，使物體保持其姿態(tài)靜止。增穩(wěn)云臺(tái)主要由三軸陀螺儀和加速傳感器構(gòu)成的IMU反饋系統(tǒng)、伺服電機(jī)兩部分組成。

當(dāng)無(wú)人機(jī)懸停測(cè)流時(shí)，增穩(wěn)云臺(tái)能保持雷達(dá)流速儀的垂直角、橫滾角恒定，最大程度減少無(wú)人機(jī)自身震動(dòng)以及由風(fēng)、雨等的因素導(dǎo)致無(wú)人機(jī)晃動(dòng)的影響，保證測(cè)流精度。

該增穩(wěn)云臺(tái)采用高精度編碼器FOC控制方案，具有穩(wěn)定性高、體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)。

無(wú)人機(jī)機(jī)載的雷達(dá)測(cè)流設(shè)備，采用無(wú)線(xiàn)雷達(dá)流速儀，即雷達(dá)流速儀內(nèi)部加載無(wú)線(xiàn)傳輸模組。

當(dāng)無(wú)人機(jī)懸停測(cè)流時(shí)，雷達(dá)流速儀采集水流流速數(shù)據(jù)，并通過(guò)雷達(dá)流速儀內(nèi)置的無(wú)線(xiàn)短傳模塊將數(shù)據(jù)傳輸至地面無(wú)線(xiàn)接收終端。

二、地面設(shè)備

無(wú)線(xiàn)接收終端

地面無(wú)線(xiàn)接收終端通過(guò)工業(yè)級(jí)筆記本電腦擴(kuò)展塢，內(nèi)部集成在電腦里面，通過(guò)Lora和空中無(wú)線(xiàn)雷達(dá)流速儀進(jìn)行無(wú)線(xiàn)短傳，通訊頻段為470~510MHZ。

地面無(wú)線(xiàn)接收終端

利用無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)，可形成一種快速應(yīng)急的監(jiān)測(cè)路徑，構(gòu)建起空中測(cè)驗(yàn)報(bào)汛平臺(tái)或支點(diǎn)；通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載水文測(cè)報(bào)設(shè)備及通訊設(shè)備的方式，可有效組成一個(gè)完整空中水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在汛情突發(fā)地區(qū)或洪災(zāi)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)，完成對(duì)水文數(shù)據(jù)快速采集、信息報(bào)送任務(wù)，完成水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)及報(bào)汛傳輸?shù)倪B續(xù)性和快速性，達(dá)到規(guī)避水文監(jiān)測(cè)盲區(qū)和預(yù)警盲區(qū)，為上級(jí)的防汛指揮與決策提供可靠的支撐和保障。

文章來(lái)源： 鈦能科技