基于大型无人机的气象探测系统设计应用

李立 钱晓琼 张志翱 唐克兵 阳治平

(航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司，成都 610091)

引言

大气运动数据和热力学数据的详细测量对于数值天气预报(NWP)具有重要意义。相比于卫星微波和红外测深仪以相对较粗的垂直分辨率获取全球热力学剖面，通过高空高速的大型无人机气象探测系统在空中投放探空仪可以在广域范围内获取更高质量和不同高度的垂直气象数据[1-2]。将这些探测结果运用到气象预测模型中，可提高气象预测的准确性。而准确的气象预测可减小台风等气象灾害造成的经济损失及人员伤亡[3]。此外，高空高速大型无人机载重量大，能够搭载更多更大的气象任务载荷；高空高速飞行，能够快速抵达需进行气象探测的空域，并有效避开绝大多数恶劣气象环境，对热带气旋和其他危险天气进行系统性监测[4]，安全高效。

然而，目前我国在基于大型无人机的气象探测领域还尚属空白。为丰富气象预测手段，中国气象局主持开展海洋气象综合保障一期工程，空基观测分系统无人机下投探空试验，以军用高空高速无人机翼龙10衍生出的民用无人机(CY)为核心平台，组建一个气象载荷、无人机、地面系统、气象网络[5]等信息交互通道，进行高空气象数据采集，填补我国基于大型无人机进行气象探测领域的空白[6]。基于大型无人机的气象探测系统设计研究，为该项目任务提供了有效保证。

本研究中气象载荷的设计首创了一种螺旋式气象载荷结构，该结构可装载24枚探空仪，并在高空试验环境实现探空仪定点逐一投放和气象数据回传功能，在气象探测领域具有良好的工程推广价值。……