《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無人機臺風(fēng)探測實況監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計研究
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第10期
張東明1，張雪芬2，郭 然2，王志誠1
1.浙江省大氣探測技術(shù)保障中心，浙江 杭州310018；2.中國氣象局氣象探測中心，北京100081
摘要： 無人機探測臺風(fēng)(含熱帶氣旋)是我國國家氣象發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分之一。在海洋一期的任務(wù)目標(biāo)中，明確指出要完成下投探空的機載飛行、海洋高空下投、數(shù)據(jù)接收和處理等全數(shù)據(jù)鏈的驗證試驗，為今后業(yè)務(wù)化觀測臺風(fēng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。無人機實況監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合移動式地面站、氣象、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等資源，為無人機、無人飛艇等設(shè)備的實況飛行提供基于WebGIS的三維監(jiān)控展示，為地面控制中心調(diào)度提供決策支持服務(wù)。系統(tǒng)主要包括處理展示當(dāng)前無人機狀態(tài)、當(dāng)前的飛行天氣現(xiàn)象、飛機覆蓋范圍、典型示范區(qū)數(shù)據(jù)，并對所有的飛機探測計劃、飛機探測計劃完成情況等資料進行管理。
中圖分類號： TN95；TP212
文獻標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191279
中文引用格式： 張東明，張雪芬，郭然，等. 無人機臺風(fēng)探測實況監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(10)：83-87.
英文引用格式： Zhang Dongming，Zhang Xuefen，Guo Ran，et al. Design and research of UAV typhoon detection live monitoring system[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(10)：83-87.
Design and research of UAV typhoon detection live monitoring system
Zhang Dongming1，Zhang Xuefen2，Guo Ran2，Wang Zhicheng1
1.Zhejiang Atmospheric Detection Technology Support Center， Hangzhou 310018，China； 2.CMA Meteorological Observation Centre，Beijing 100081，China
Abstract： UAV detection of typhoons(including tropical cyclones) is one of the important components of China′s national meteorological development strategy. In the mission objectives of the first phase of the ocean, it is clearly pointed out that it is necessary to complete the verification test of the full data link of airborne flight, ocean high-altitude drop, data reception and processing, which will lay the technical foundation for the future operational typhoon. The UAV live monitoring system combines mobile ground stations, meteorological and satellite networks to provide three-dimensional monitoring and display based on WebGIS for live flight of unmanned aerial vehicles and unmanned airships, and provides decision support services for ground control center dispatching. The system mainly includes the data management of displaying the current status of the UAV, the current flight weather phenomenon, the coverage of the aircraft, the data of the typical demonstration area, also manages information on all aircraft detection plans and the completion of aircraft detection plans.
Key words : UAV detection typhoon；live monitoring system；WebGIS；3D monitoring

0 引言

    我國是世界上受熱帶氣旋影響最為嚴(yán)重的國家之一，平均每年我國登陸臺風(fēng)7～8個，給我國造成巨大經(jīng)濟損失和嚴(yán)重人員傷亡[1]。從1990年以來，臺風(fēng)路徑預(yù)報誤差約降低了50%，主要歸功于中尺度和天氣尺度數(shù)值預(yù)報和資料同化技術(shù)的進步，但同期熱帶氣旋強度預(yù)報精度改善卻非常有限，臺風(fēng)的狂風(fēng)和暴雨客觀預(yù)報仍不具有明顯的業(yè)務(wù)能力[2]。其原因與對臺風(fēng)內(nèi)部精細(xì)結(jié)構(gòu)及其影響強度變化機制了解的缺乏密切相關(guān)。研究表明，臺風(fēng)垂直結(jié)構(gòu)觀測(特別是預(yù)報敏感區(qū)的目標(biāo)觀測)資料的同化可減少數(shù)值模式對臺風(fēng)強度預(yù)報誤差的10%～20%及以上。顯然，臺風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀測資料的匱乏,已成為當(dāng)今制約臺風(fēng)定位定強精度、臺風(fēng)結(jié)構(gòu)變化及其對路徑和強度影響的機理認(rèn)識、臺風(fēng)數(shù)值模式(路徑和強度變化)預(yù)報能力等進一步提高的主要瓶頸[3]。

    無人機的發(fā)展經(jīng)過三次浪潮[4]，如今無人機正廣泛地應(yīng)用于多個領(lǐng)域，如防火減災(zāi)、搜索營救、資源勘探、氣象探測等方面。國外NASA使用高空長航時無人機“全球鷹(Global Hawk)”初步建立無人機平臺下投探空觀測的臺風(fēng)精細(xì)結(jié)構(gòu)探測體系[5]。中國氣象局氣象探測中心依托“海洋氣象綜合保障一期工程”項目，初步建設(shè)基于高空長航時大型無人機的下投探空技術(shù)能力及無人機氣象觀測任務(wù)地面氣象保障能力，初步探索國家級無人機氣象觀測業(yè)務(wù)模式及現(xiàn)場作業(yè)流程[6-7]。




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作者信息:

張東明1，張雪芬2，郭  然2，王志誠1

(1.浙江省大氣探測技術(shù)保障中心，浙江 杭州310018；2.中國氣象局氣象探測中心，北京100081)

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