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雷達波測流系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)流量測驗存在的缺點，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
無人機雷達波測流系統(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、增穩(wěn)云臺、無線雷達流速儀構(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行通訊。
開悅科技無人機雷達波測流系統(tǒng)采用六旋翼無人機，比四旋翼無人機更穩(wěn)定，相比八旋翼無人機效率更高。無人機機身材質(zhì)為碳釬維，機臂可折疊，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、穩(wěn)定性好，控制精度及穩(wěn)定性不因飛機的重心、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)；
機身：采用高強度碳纖維復(fù)合材料，高強度長壽命粘合劑，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，防水防塵抗震高亮度顯示屏設(shè)計；
起落架：高強度輕質(zhì)鋁合金起落架，不易變形與損壞，落地穩(wěn)健。
無線雷達流速儀是通過增穩(wěn)云臺掛載于無人機上。
增穩(wěn)云臺是一種為實現(xiàn)目標物體姿態(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)、伺服電機兩部分組成。
當(dāng)無人機懸停測流時，增穩(wěn)云臺能保持雷達流速儀的垂直角、橫滾角恒定，最大程度減少無人機自身震動以及由風(fēng)、雨等的因素導(dǎo)致無人機晃動的影響，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。
無人機機載的雷達測流設(shè)備，采用無線雷達流速儀，即雷達流速儀內(nèi)部加載無線傳輸模組。
當(dāng)無人機懸停測流時，雷達流速儀采集水流流速數(shù)據(jù)，并通過雷達流速儀內(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)級筆記本電腦擴展塢，內(nèi)部集成在電腦里面，通過Lora和空中無線雷達流速儀進行無線短傳，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；通過無人機搭載水文測報設(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
