淺談固定翼航空模型在撫州氣象應急監測系統中的應用

楊熠　江鵬　鄧建斌　石進婧

（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急監測系統中的應用

楊熠江鵬鄧建斌石進婧

（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和作業平臺,航模飛行器在氣象應急系統中的應用，有力突破了原有的氣象災害監測方式，大大創新了撫州市氣象應急系統、應急裝備方面的監測手段，豐富應急監控管理模式，為快速、準確獲取災情等各類環境信息提供有力支撐。結合撫州現狀,本文詳細分析了固定翼航空模型在撫州氣象應急監測系統中的技術特點和影響因子。

固定翼航空模型氣象應急監測應用

撫州市境內由于地形復雜，氣候多變，氣象災害常有發生。目前市氣象應急系統應急裝備依托于應急車輛上的氣象觀測設備，然而受車輛移動條件的限制，遇上特大洪水等氣象災害及衍生災害造成道路通行障礙時，現有的氣象應急車不能第一時間趕到災害發生現場獲取第一手的資料，氣象應急系統也不能發揮其應有的作用。航模飛行器從空中進行立體監測，則不受道路是否通暢的限制，利用空中優勢能夠第一時間趕到災害發生現場獲取實時資料，其在應急系統中的應用，是對氣象災害監測平臺的有力拓展。

1　固定翼航空模型氣象應急監測系統介紹

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、造價低、使用方便、對環境要求低等優點。固定翼航空模型用于氣象應急監測系統可分為以下幾個子系統：地面控制系統、飛行器、空中視頻監控平臺、微波無線實時圖像傳輸系統、GPS定位、電力推進系統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急監測系統中的應用背景

2.1氣象環境的復雜與氣象服務手段的不足

2008年1月底至2月初，一場50年一遇的雨雪冰凍災害天氣突襲撫州，其冰凍范圍之廣、持續時間之長、雪量之大、危害程度之重都是撫州歷史上所罕見。道路結冰難行、交通中斷封閉，停電斷水、通信受阻、樹木折斷、房屋倒塌、農作物受災嚴重，贛撫大地遭遇了一場嚴峻的冰雪考驗。這場災難，越發突顯了目前氣象監測系統在氣象服務，特別是防災減災方面的局限性。撫州氣象人在思索：大災使道路阻斷后如何提高氣象災害應急響應能力?隨后,開拓空中立體式監測手段便被提上了議事日程。

2.2嚴苛的法規及設施要求

據航空法規定,我國的領空是不開放的,任何組織單位或個人的飛行都需經空軍或民航審批,其難度大,對申報主體資格限制嚴，審批時間長。而且撫州市行政區劃內無通用航空的機場，不可能租用到通用航空器用于氣象應急監測。基于國家有關法律法規，特別是民航局飛行司2013年11月18日發布的《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》，明確規定只要重量在7千克以下的“微型無人機”，且“目視飛行”范圍在“目視視距內半徑500米，相對高度低于120米的區域內”，由駕駛員自行負責，無需額外的辦證審批，超出以上標準的飛行器必須嚴格審批飛行任務。

3　固定翼航空模型的技術優勢

航模飛行器具備體積小、造價低、使用方便、對環境要求低等優點，在出現重大災情和突發公共安全事件時，能作為固定系統的有效延伸，可在時空尺度上進行加密精確監測，可采集并快速傳輸現場的聲像實況以及多種氣象要素，以保障固定服務中心對現場監控服務，實時掌控現場狀況，支持領導和業務專家獲取現場第一手信息，從而實現高效、快速的現場服務決策，因此具有良好應用前景。其技術優勢有：

3.1機動靈活

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。在道路不暢，交通中斷的情況下，徒步就可以攜帶至災害事故現場，且起飛條件很簡單，對地形要求低，加上固定翼航空模型攜帶方便，所以具有很強的靈活性。此外，固定翼航空模型的飛行速度易于控制，轉彎半徑小，機動性好，可以靈活機動控制飛行方向，機載攝像頭也可以跟蹤拍攝對象；固定翼航空模型還能快速到達指定地點，反應能力快捷。

3.2操作簡單

從技術層面上看，通過遙控攝像機及其輔助設備（鏡頭、云臺、圖傳等），就能直接觀看固定翼航空模型攝像頭拍攝的實時視頻，使觀測人員對現場情況一目了然，以實現遠程、方便的全方位監控；從應用層面上看，固定翼航空模型的實際操作也并不復雜，只要掌握好飛行、視頻控制和其他兼容模塊的操作，便能發揮效能。

3.3任務時間長、出勤率高

固定翼航空模型具有較大空間搭載各類監測設備和動力電源，成本較低、易于操控。半小時即可做好首次升空準備，續航能力達到單組電池平均30分鐘以上，兩次巡航準準備間隙少于15分鐘。

4　固定翼航空模型在應急監測系統中的作用

通過試驗及在撫河大堤等地參加多次應急演練證明,采用航模遙控飛行監測有效延伸了監測范圍，適合對氣象災情地區進行較長時間重點監測,在氣象災情普查與實時監測中取得較好效果，有助于完善我市氣象應急監測系統。

4.1增加有效監測手段

實現固定翼航空模型在氣象應急系統中的應用,可以豐富氣象災害現場勘查方式和極大地提升災害現場的勘查能力。尤其是在洪澇災害、冰雪災害、山體滑坡等氣象衍生災害造成的復雜地理條件下,道路和通訊完全中斷,工作人員無法抵達預定普查地點時,航模飛機可以克服上述問題飛抵災情現場,抵近監測現場實時傳輸動態圖像。

4.2及時獲取災情資料

根據拍攝的航片,可以比較客觀地獲取災情信息,實現災情的快速上報。同時,還可以利用長航時航模飛機,對氣象災害的分布范圍實施實時動態監測,及時把握災情,并且能夠迅速地研究災害發生發展的一般規律,為相關部門及時采取有效救災措施提供及時全面的信息。

5　結束語

固定翼航空模型在氣象應急系統中的應用,能很好的規避上述人身傷害的因素,可以替代人員前往危險區域進行災情險情的監測,以便領導和業務專家及時作出正確決策。是一個投入少,安全高,效益好的有效氣象應急監測辦法。

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S716.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-383-1