楊熠　江鵬　鄧建斌　石進(jìn)婧

（江西省撫州市氣象局江西撫州344000）

淺談固定翼航空模型在撫州氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

楊熠江鵬鄧建斌石進(jìn)婧

（江西省撫州市氣象局江西撫州344000）

作為近年來新興起來的一種氣象探測(cè)和作業(yè)平臺(tái),航模飛行器在氣象應(yīng)急系統(tǒng)中的應(yīng)用，有力突破了原有的氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)方式，大大創(chuàng)新了撫州市氣象應(yīng)急系統(tǒng)、應(yīng)急裝備方面的監(jiān)測(cè)手段，豐富應(yīng)急監(jiān)控管理模式，為快速、準(zhǔn)確獲取災(zāi)情等各類環(huán)境信息提供有力支撐。結(jié)合撫州現(xiàn)狀,本文詳細(xì)分析了固定翼航空模型在撫州氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的技術(shù)特點(diǎn)和影響因子。

固定翼航空模型氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)應(yīng)用

撫州市境內(nèi)由于地形復(fù)雜，氣候多變，氣象災(zāi)害常有發(fā)生。目前市氣象應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)急裝備依托于應(yīng)急車輛上的氣象觀測(cè)設(shè)備，然而受車輛移動(dòng)條件的限制，遇上特大洪水等氣象災(zāi)害及衍生災(zāi)害造成道路通行障礙時(shí)，現(xiàn)有的氣象應(yīng)急車不能第一時(shí)間趕到災(zāi)害發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)獲取第一手的資料，氣象應(yīng)急系統(tǒng)也不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。航模飛行器從空中進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)，則不受道路是否通暢的限制，利用空中優(yōu)勢(shì)能夠第一時(shí)間趕到災(zāi)害發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)獲取實(shí)時(shí)資料，其在應(yīng)急系統(tǒng)中的應(yīng)用，是對(duì)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)平臺(tái)的有力拓展。

1　固定翼航空模型氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

固定翼航空模型是一種以無線電遙控為主、自備程序控制為輔操縱的非載人飛行器，它具備體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)。固定翼航空模型用于氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可分為以下幾個(gè)子系統(tǒng)：地面控制系統(tǒng)、飛行器、空中視頻監(jiān)控平臺(tái)、微波無線實(shí)時(shí)圖像傳輸系統(tǒng)、GPS定位、電力推進(jìn)系統(tǒng)和高效大容量鋰聚合物供電單元等。

2　固定翼航空模型在氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用背景

2.1氣象環(huán)境的復(fù)雜與氣象服務(wù)手段的不足

2008年1月底至2月初，一場(chǎng)50年一遇的雨雪冰凍災(zāi)害天氣突襲撫州，其冰凍范圍之廣、持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)、雪量之大、危害程度之重都是撫州歷史上所罕見。道路結(jié)冰難行、交通中斷封閉，停電斷水、通信受阻、樹木折斷、房屋倒塌、農(nóng)作物受災(zāi)嚴(yán)重，贛撫大地遭遇了一場(chǎng)嚴(yán)峻的冰雪考驗(yàn)。這場(chǎng)災(zāi)難，越發(fā)突顯了目前氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在氣象服務(wù)，特別是防災(zāi)減災(zāi)方面的局限性。撫州氣象人在思索：大災(zāi)使道路阻斷后如何提高氣象災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)能力?隨后,開拓空中立體式監(jiān)測(cè)手段便被提上了議事日程。

2.2嚴(yán)苛的法規(guī)及設(shè)施要求

據(jù)航空法規(guī)定,我國(guó)的領(lǐng)空是不開放的,任何組織單位或個(gè)人的飛行都需經(jīng)空軍或民航審批,其難度大,對(duì)申報(bào)主體資格限制嚴(yán)，審批時(shí)間長(zhǎng)。而且撫州市行政區(qū)劃內(nèi)無通用航空的機(jī)場(chǎng)，不可能租用到通用航空器用于氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)?；趪?guó)家有關(guān)法律法規(guī)，特別是民航局飛行司2013年11月18日發(fā)布的《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，明確規(guī)定只要重量在7千克以下的“微型無人機(jī)”，且“目視飛行”范圍在“目視視距內(nèi)半徑500米，相對(duì)高度低于120米的區(qū)域內(nèi)”，由駕駛員自行負(fù)責(zé)，無需額外的辦證審批，超出以上標(biāo)準(zhǔn)的飛行器必須嚴(yán)格審批飛行任務(wù)。

3　固定翼航空模型的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

航模飛行器具備體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)，在出現(xiàn)重大災(zāi)情和突發(fā)公共安全事件時(shí)，能作為固定系統(tǒng)的有效延伸，可在時(shí)空尺度上進(jìn)行加密精確監(jiān)測(cè)，可采集并快速傳輸現(xiàn)場(chǎng)的聲像實(shí)況以及多種氣象要素，以保障固定服務(wù)中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控服務(wù)，實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)狀況，支持領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)專家獲取現(xiàn)場(chǎng)第一手信息，從而實(shí)現(xiàn)高效、快速的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)決策，因此具有良好應(yīng)用前景。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)有：

3.1機(jī)動(dòng)靈活

小型固定翼航空模型一般只有10千克以下的重量，只需要1-2人就可以完成操作任務(wù)。在道路不暢，交通中斷的情況下，徒步就可以攜帶至災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)，且起飛條件很簡(jiǎn)單，對(duì)地形要求低，加上固定翼航空模型攜帶方便，所以具有很強(qiáng)的靈活性。此外，固定翼航空模型的飛行速度易于控制，轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)性好，可以靈活機(jī)動(dòng)控制飛行方向，機(jī)載攝像頭也可以跟蹤拍攝對(duì)象；固定翼航空模型還能快速到達(dá)指定地點(diǎn)，反應(yīng)能力快捷。

3.2操作簡(jiǎn)單

從技術(shù)層面上看，通過遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺(tái)、圖傳等），就能直接觀看固定翼航空模型攝像頭拍攝的實(shí)時(shí)視頻，使觀測(cè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況一目了然，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、方便的全方位監(jiān)控；從應(yīng)用層面上看，固定翼航空模型的實(shí)際操作也并不復(fù)雜，只要掌握好飛行、視頻控制和其他兼容模塊的操作，便能發(fā)揮效能。

3.3任務(wù)時(shí)間長(zhǎng)、出勤率高

固定翼航空模型具有較大空間搭載各類監(jiān)測(cè)設(shè)備和動(dòng)力電源，成本較低、易于操控。半小時(shí)即可做好首次升空準(zhǔn)備，續(xù)航能力達(dá)到單組電池平均30分鐘以上，兩次巡航準(zhǔn)準(zhǔn)備間隙少于15分鐘。

4　固定翼航空模型在應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的作用

通過試驗(yàn)及在撫河大堤等地參加多次應(yīng)急演練證明,采用航模遙控飛行監(jiān)測(cè)有效延伸了監(jiān)測(cè)范圍，適合對(duì)氣象災(zāi)情地區(qū)進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間重點(diǎn)監(jiān)測(cè),在氣象災(zāi)情普查與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中取得較好效果，有助于完善我市氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

4.1增加有效監(jiān)測(cè)手段

實(shí)現(xiàn)固定翼航空模型在氣象應(yīng)急系統(tǒng)中的應(yīng)用,可以豐富氣象災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)勘查方式和極大地提升災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的勘查能力。尤其是在洪澇災(zāi)害、冰雪災(zāi)害、山體滑坡等氣象衍生災(zāi)害造成的復(fù)雜地理?xiàng)l件下,道路和通訊完全中斷,工作人員無法抵達(dá)預(yù)定普查地點(diǎn)時(shí),航模飛機(jī)可以克服上述問題飛抵災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng),抵近監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳輸動(dòng)態(tài)圖像。

4.2及時(shí)獲取災(zāi)情資料

根據(jù)拍攝的航片,可以比較客觀地獲取災(zāi)情信息,實(shí)現(xiàn)災(zāi)情的快速上報(bào)。同時(shí),還可以利用長(zhǎng)航時(shí)航模飛機(jī),對(duì)氣象災(zāi)害的分布范圍實(shí)施實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及時(shí)把握災(zāi)情,并且能夠迅速地研究災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的一般規(guī)律,為相關(guān)部門及時(shí)采取有效救災(zāi)措施提供及時(shí)全面的信息。

5　結(jié)束語

固定翼航空模型在氣象應(yīng)急系統(tǒng)中的應(yīng)用,能很好的規(guī)避上述人身傷害的因素,可以替代人員前往危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行災(zāi)情險(xiǎn)情的監(jiān)測(cè),以便領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)專家及時(shí)作出正確決策。是一個(gè)投入少,安全高,效益好的有效氣象應(yīng)急監(jiān)測(cè)辦法。

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S716.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-383-1