無人機渦動測量系統載重儀器已經發展為18-28公斤以上,該系統用于測量動量通量以及潛熱通量,和大氣輻射熱量通量邊界層(ABL)和下面的地形。系統含括快速響應的空氣溫濕度探頭,開路渦動系統,短波和長波輻射計可測定凈輻射、地表溫度和反照率。無人機飛行垂直安裝時需形成于允許直接測量中的通量的重要要素(垂直風速)的間隙,另外可選配機載高分辨率可見光和紅外視頻和激光測高,同時觀察表面形貌或海洋表面波。飛行海拔較低時可配置GPS進行定位,另外可共用無人機上姿態校準設備或單獨搭載姿態儀校準設備。
實例歷程:飛行測試儀器的BAE系統公司的C1無人機在陸地上進行了無人機渦動飛行測試。2011年1月麥克米蘭機場(羅伯茨,加州)。同樣的飛行測試儀器的波音Insitu公司“掃描鷹”無人機無人機進行**水面作戰中心。2012年4月,達利部門(達利,維吉尼亞),**個已知的測量水蒸氣,熱,和動量通量是由低空(到30米) 波多馬克河附近。本研究提出了一個從飛行測試潛在應用近地層以及(海洋)大氣邊界層研究系統。
系統構建:
主要產品介紹:
數據采集器:
1.*運行頻率:*大1000Hz
2.模擬電壓范圍:±5V
3.模擬電壓單端通道數量:不小于12個
4.操作溫度:-55℃~85℃
5.*A/D 轉換位:24位
6.*功耗:休眠時≤1mA;1Hz工作狀態時≤3mA
7.模擬量測量精度:±(0.04%讀數+偏移量)
8.通訊方式:RS-232、RS-485,SDM,SDI-12
9.*配2張16GB存儲卡
10.需帶有 Ethernet 網絡接口
11.內存: 4MB,可通過MicroSD卡擴展16GB
12.工作溫度: -40~70℃(標準),-55℃~85℃(擴展)
渦動通量傳感器
1.工作頻率、溫度與功率
1.1.工作頻率:≥10Hz;
1.1.工作環境溫度:-30℃~+50℃;
1.1.整機運行功率:4~13W;
2.三維超聲風速測量性能:
2.1風速量程:0~65m/s
2.2風速分辨率:Ux≤1mm/s,Uy≤1mm/s,Uz≤0.5mm/s
2.3測量頻率:可編程1~100HZ
2.4聲速:能從三個聲頻路徑測得,并訂正了交叉風的影響
2.5*材質:金屬
3.二氧化碳(CO2)測量性能:
3.1量程:0~1000 μmol/mol(標準)
(0~3000 μmol/mol可定制)
3.2準確度:≤1%
3.3增益漂移:≤0.1%/℃
3.4零點漂移(溫度):-0.5~+0.5(μmol/mol)/℃
4.水汽(H2O)測量性能:
4.1量程:0~72mmol/mol
4.2準確度:≤2%
4.3增益漂移:≤0.3%/℃
4.4零點漂移(溫度):-0.06~+0.06(mmol/mol)/℃
空氣溫濕度傳感器
1.溫度測量性能
1.1溫度測量范圍:-80~+60℃
1.2*溫度精度(-20~+60℃的測量范圍內):
±(0.055+0.0057*讀數)℃
2.濕度測量性能
2.1濕度測量范圍:0.8-100%RH,非冷凝環境
2.2*濕度精度(-20~+40℃的測量范圍內):
±(1+0.008*讀數)%RH
3.傳感器電纜長度:≥25m
4.每個傳感器配1個防輻射罩
四分量凈輻射傳感器
1.測量性能
1.1輸出:4個輸出,分別是向上的短波、向下的短波以及向上的長波和向下的長波
1.2光譜范圍:短波300~2800nm ;長波4.5~42μm
1.3靈敏度:5~20μV/W/m2(短波) ;5~15μV/W/m2(長波)
1.4*響應時間:≤18s(95%)
1.5非線性誤差:<1%
2.物理特性
2.1工作環境:-40~80℃,0~100%RH
2.2傳感器電纜長度:≥25米
系統數據校驗公式:
由于無人機飛行速度對溫度測量造成加熱效應,利用校正公式代入校準(Lenschow 1986;Khelifet al . 1999年)
四分量輻射表超聲虛溫校正:
極坐標方程校驗:
風矢量校驗:
優良風矢量旋轉相對風校驗:
數據對比實驗:
數據質量比對分析:
軟 件:,支持編程、通訊,以及數據采集器與PC之間的數據下載。