近年來河流流量測驗方法、技術(shù)革新手段推陳出新，防汛應(yīng)急搶險流量測驗要求愈加嚴(yán)格。為此，鈦能科技兄弟單位南京開悅科技有限公司專門研制出無人機(jī)雷達(dá)波測流系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)流量測驗存在的缺點(diǎn)，適用于防汛應(yīng)急搶險測流，滿足信息化發(fā)展以及應(yīng)急搶險的需求。
一、系統(tǒng)構(gòu)成
無人機(jī)雷達(dá)波測流系統(tǒng)由空中設(shè)備、地面設(shè)備兩部分組成：空中設(shè)備由無人機(jī)、增穩(wěn)云臺、無線雷達(dá)流速儀構(gòu)成；地面設(shè)備由無線接收終端、移動終端構(gòu)成。空中設(shè)備與地面設(shè)備之間通過無線方式進(jìn)行通訊。
開悅科技無人機(jī)雷達(dá)波測流系統(tǒng)采用六旋翼無人機(jī)，比四旋翼無人機(jī)更穩(wěn)定，相比八旋翼無人機(jī)效率更高。無人機(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；
集成了高精度的實時差分模塊，具有厘米級的位置及高度精度，支持全自主起降、精準(zhǔn)航線飛行、精確定高；
集成了高精度IMU模塊、高精度磁傳感器、采用高性能非線性GPS/SINS/AHRS算法，具有400Hz更新頻率，姿態(tài)精度高，GPS信號不好時自動平滑切換為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)用戶需要可以開放模塊接口、提供相關(guān)的開發(fā)環(huán)境，支持用戶在飛控端的二次開發(fā)；
支持多種飛行模式（GPS懸停模式/姿態(tài)模式/自動航線模式）；
具有可定制的應(yīng)急處理能力（已經(jīng)包含電壓過低、GPS衛(wèi)星丟失、數(shù)據(jù)鏈超時、手動指令超時、高度過低、高度過高等常規(guī)的應(yīng)急處理設(shè)置）；
具有多個禁飛區(qū)設(shè)置功能；
內(nèi)置32MByte數(shù)據(jù)存儲器（飛行黑匣子），可以完整記錄4~8小時的飛行數(shù)據(jù)；
機(jī)身：采用高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料，高強(qiáng)度長壽命粘合劑，通過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，可在大雨中飛行；
快速折疊/展開機(jī)構(gòu)：30秒內(nèi)完成飛行部署；
三自由度增穩(wěn)云臺：兼容可見光和紅外任務(wù)設(shè)備；
影像采集設(shè)備：可遠(yuǎn)程變焦、對焦、拍照；兩種設(shè)備獲取的影像數(shù)據(jù)均可就地存儲；
地面站：選擇軍工級筆記本計算機(jī)，防水防塵抗震高亮度顯示屏設(shè)計；
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。
無線雷達(dá)流速儀是通過增穩(wěn)云臺掛載于無人機(jī)上。
增穩(wěn)云臺是一種為實現(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)無人機(jī)懸停測流時，增穩(wěn)云臺能保持雷達(dá)流速儀的垂直角、橫滾角恒定，最大程度減少無人機(jī)自身震動以及由風(fēng)、雨等的因素導(dǎo)致無人機(jī)晃動的影響，保證測流精度。
該增穩(wěn)云臺采用高精度編碼器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)。
無人機(jī)機(jī)載的雷達(dá)測流設(shè)備，采用無線雷達(dá)流速儀，即雷達(dá)流速儀內(nèi)部加載無線傳輸模組。
當(dāng)無人機(jī)懸停測流時，雷達(dá)流速儀采集水流流速數(shù)據(jù)，并通過雷達(dá)流速儀內(nèi)置的無線短傳模塊將數(shù)據(jù)傳輸至地面無線接收終端。
二、地面設(shè)備
無線接收終端
地面無線接收終端通過工業(yè)級筆記本電腦擴(kuò)展塢，內(nèi)部集成在電腦里面，通過Lora和空中無線雷達(dá)流速儀進(jìn)行無線短傳，通訊頻段為470~510MHZ。
地面無線接收終端
利用無人機(jī)監(jiān)測，可形成一種快速應(yīng)急的監(jiān)測路徑，構(gòu)建起空中測驗報汛平臺或支點(diǎn)；通過無人機(jī)搭載水文測報設(shè)備及通訊設(shè)備的方式，可有效組成一個完整空中水文監(jiān)測系統(tǒng)，在汛情突發(fā)地區(qū)或洪災(zāi)應(yīng)急現(xiàn)場，完成對水文數(shù)據(jù)快速采集、信息報送任務(wù)，完成水文應(yīng)急監(jiān)測及報汛傳輸?shù)倪B續(xù)性和快速性，達(dá)到規(guī)避水文監(jiān)測盲區(qū)和預(yù)警盲區(qū)，為上級的防汛指揮與決策提供可靠的支撐和保障。
文章來源： 鈦能科技
