本申請(qǐng)涉及氣象探測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、實(shí)時(shí)獲取高精度氣象探測(cè)數(shù)據(jù)，是準(zhǔn)確進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)預(yù)警的關(guān)鍵。近年來(lái)，發(fā)展了大量的基于無(wú)人機(jī)的氣象探測(cè)系統(tǒng)，使氣象探測(cè)具備快速部署、立體化到達(dá)、低成本可重復(fù)使用等特點(diǎn)。但是，目前的無(wú)人機(jī)氣象探測(cè)系統(tǒng)，主要存在如下問(wèn)題：無(wú)人機(jī)氣象探測(cè)系統(tǒng)均基于常規(guī)無(wú)人機(jī)平臺(tái)(例如，旋翼無(wú)人機(jī)、固定翼無(wú)人機(jī)、復(fù)合固定翼無(wú)人機(jī)、直升機(jī)無(wú)人機(jī)等)，其在雷達(dá)、光電、人員聽(tīng)視覺(jué)方面難以實(shí)現(xiàn)全方位隱蔽，難以在敏感地區(qū)、境外區(qū)域執(zhí)行氣象探測(cè)任務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，可全方位隱蔽的實(shí)現(xiàn)氣象探測(cè)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>

3、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，包括：仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、氣象探測(cè)微站、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)和氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)；

4、所述仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)包括：仿鷹機(jī)頭、仿鷹機(jī)身、撲動(dòng)機(jī)構(gòu)、撲動(dòng)翼和仿鷹尾翼；所述仿鷹機(jī)頭設(shè)置在所述仿鷹機(jī)身的頭部；所述撲動(dòng)翼設(shè)置在所述仿鷹機(jī)身的上部；所述仿鷹尾翼設(shè)置在所述仿鷹機(jī)身的尾部；所述撲動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述仿鷹機(jī)身的內(nèi)部；所述撲動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述撲動(dòng)翼連接；

5、所述氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)通過(guò)所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)分別與所述撲動(dòng)機(jī)構(gòu)以及所述氣象探測(cè)微站連接；所述氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)用于上傳無(wú)人機(jī)操縱指令和氣象探測(cè)任務(wù)；

6、所述撲動(dòng)機(jī)構(gòu)用于根據(jù)所述無(wú)人機(jī)操縱指令控制所述撲動(dòng)翼上下?lián)鋭?dòng)；

7、所述氣象探測(cè)微站設(shè)置在所述仿鷹機(jī)身上；所述氣象探測(cè)微站用于根據(jù)所述氣象探測(cè)任務(wù)探測(cè)氣象數(shù)據(jù)，并將所述氣象數(shù)據(jù)通過(guò)所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)下發(fā)至所述氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)。

8、可選地，所述氣象數(shù)據(jù)包括：總壓、靜壓、攻角、側(cè)滑角、溫度、氣壓和濕度；

9、所述氣象探測(cè)微站包括：探測(cè)傳感器；所述探測(cè)傳感器包括：總靜壓傳感器、攻角傳感器、側(cè)滑角傳感器、靜溫探頭、氣壓傳感器和濕度傳感器；

10、所述總靜壓傳感器用于采集所述總壓和所述靜壓；所述攻角傳感器用于采集所述攻角；所述側(cè)滑角傳感器用于采集所述側(cè)滑角；所述靜溫探頭用于采集所述溫度；所述氣壓傳感器用于采集所述氣壓；濕度傳感器用于采集所述濕度。

11、可選地，所述氣象數(shù)據(jù)還包括：風(fēng)速和風(fēng)向；

12、所述仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)還包括：飛控導(dǎo)航系統(tǒng)；所述飛控導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)置在所述仿鷹機(jī)身的內(nèi)部；所述飛控導(dǎo)航系統(tǒng)用于獲取飛行地速；

13、所述氣象探測(cè)微站還包括：大氣計(jì)算機(jī)；所述大氣計(jì)算機(jī)分別與所述攻角傳感器、所述側(cè)滑角傳感器以及所述飛控導(dǎo)航系統(tǒng)連接；所述大氣計(jì)算機(jī)用于根據(jù)所述攻角、所述側(cè)滑角和所述飛行地速，采用矢量三角形方法進(jìn)行解算，得到風(fēng)速和風(fēng)向。

14、可選地，在采用所述探測(cè)傳感器采集數(shù)據(jù)之前，對(duì)所述探測(cè)傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)和標(biāo)定；

15、所述大氣計(jì)算機(jī)還用于對(duì)所述氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，將修正后的氣象數(shù)據(jù)作為最終的氣象數(shù)據(jù)通過(guò)所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)下發(fā)至所述氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)。

16、可選地，所述氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)，包括：處理器、遙控器和全向天線；

17、所述處理器用于通過(guò)所述全向天線接收所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)下發(fā)的氣象數(shù)據(jù)，并對(duì)所述氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量標(biāo)識(shí)，根據(jù)所述質(zhì)量標(biāo)識(shí)結(jié)果發(fā)出報(bào)警信息；所述遙控器用于發(fā)送所述無(wú)人機(jī)操縱指令和所述氣象探測(cè)任務(wù)。

18、可選地，所述處理器還用于根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)中的濕度對(duì)空間云層邊界進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。

19、可選地，在對(duì)所述氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量標(biāo)識(shí)，根據(jù)所述質(zhì)量標(biāo)識(shí)結(jié)果發(fā)出報(bào)警信息方面，所述處理器具體用于：

20、采用多種質(zhì)量控制方法分別對(duì)所述氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量標(biāo)識(shí)，若存在兩種以上的質(zhì)量控制方法的質(zhì)量標(biāo)識(shí)結(jié)果為異常，則發(fā)出報(bào)警信息。

21、可選地，在根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)中的濕度對(duì)空間云層邊界進(jìn)行識(shí)別和跟蹤方面，所述處理器具體用于：

22、仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)在當(dāng)前高度按照初始航向角飛行時(shí)，若當(dāng)氣象數(shù)據(jù)中的濕度大于或等于云層邊界濕度閾值，則保持直線飛行，直至實(shí)時(shí)探測(cè)到的濕度小于云層邊界濕度閾值，將此時(shí)仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)所處的位置確定為當(dāng)前高度的第1個(gè)云層邊界點(diǎn)；

23、確定第1個(gè)云層邊界點(diǎn)后，將初始航向角的角度增加第一設(shè)定角度，得到第一航向角，此時(shí)仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)在當(dāng)前高度按照第一航向角進(jìn)行直線飛行，直至實(shí)時(shí)探測(cè)到的濕度小于云層邊界濕度閾值，將此時(shí)仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)所處的位置確定為當(dāng)前高度的第2個(gè)云層邊界點(diǎn)；

24、確定第2個(gè)云層邊界點(diǎn)后，將第一航向角的角度減小第一設(shè)定角度，得到第二航向角，此時(shí)仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)在當(dāng)前高度按照第二航向角進(jìn)行直線飛行，直至實(shí)時(shí)探測(cè)到的濕度小于云層邊界濕度閾值，將此時(shí)仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)所處的位置確定為當(dāng)前高度的第3個(gè)云層邊界點(diǎn)；

25、確定第3個(gè)云層邊界點(diǎn)后，多次重復(fù)確定第2個(gè)云層邊界點(diǎn)和確定第3個(gè)云層邊界點(diǎn)的過(guò)程，直至當(dāng)前飛行的位置與初始飛行的位置之間的距離處于設(shè)定范圍，將所有的云層邊界點(diǎn)連接，得到當(dāng)前高度的云層邊界。

26、可選地，所述仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)還包括：動(dòng)力能源系統(tǒng)；所述動(dòng)力能源系統(tǒng)設(shè)置在所述仿鷹機(jī)身的內(nèi)部；所述動(dòng)力能源系統(tǒng)與所述撲動(dòng)機(jī)構(gòu)以及所述氣象探測(cè)微站連接。

27、可選地，所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。

28、根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)峁┑木唧w實(shí)施例，本申請(qǐng)公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

29、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)包括仿鷹機(jī)頭、仿鷹機(jī)身、撲動(dòng)機(jī)構(gòu)、撲動(dòng)翼和仿鷹尾翼，將氣象探測(cè)微站設(shè)置在仿鷹機(jī)身上，撲動(dòng)機(jī)構(gòu)用于根據(jù)無(wú)人機(jī)操縱指令控制撲動(dòng)翼上下?lián)鋭?dòng)，該氣象探測(cè)系統(tǒng)的外形與撲動(dòng)方式仿鳥，可實(shí)現(xiàn)光電和人員的視覺(jué)隱蔽，且不具備螺旋槳，能避免螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的明顯的噪聲，具備良好的人員聽(tīng)覺(jué)隱蔽，因此，本申請(qǐng)可全方位隱蔽的實(shí)現(xiàn)氣象探測(cè)。

技術(shù)特征：

1.一種仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)包括：仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、氣象探測(cè)微站、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)和氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象數(shù)據(jù)包括：總壓、靜壓、攻角、側(cè)滑角、溫度、氣壓和濕度；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象數(shù)據(jù)還包括：風(fēng)速和風(fēng)向；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，在采用所述探測(cè)傳感器采集數(shù)據(jù)之前，對(duì)所述探測(cè)傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)和標(biāo)定；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)，包括：處理器、遙控器和全向天線；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還用于根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)中的濕度對(duì)空間云層邊界進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，在對(duì)所述氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量標(biāo)識(shí)，根據(jù)所述質(zhì)量標(biāo)識(shí)結(jié)果發(fā)出報(bào)警信息方面，所述處理器具體用于：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，在根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)中的濕度對(duì)空間云層邊界進(jìn)行識(shí)別和跟蹤方面，所述處理器具體用于：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)還包括：動(dòng)力能源系統(tǒng)；所述動(dòng)力能源系統(tǒng)設(shè)置在所述仿鷹機(jī)身的內(nèi)部；所述動(dòng)力能源系統(tǒng)與所述撲動(dòng)機(jī)構(gòu)以及所述氣象探測(cè)微站連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)，涉及氣象探測(cè)領(lǐng)域，該仿生撲翼無(wú)人機(jī)隱蔽氣象探測(cè)系統(tǒng)包括：仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、氣象探測(cè)微站、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)和氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)；仿生撲翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)包括仿鷹機(jī)頭、仿鷹機(jī)身、撲動(dòng)機(jī)構(gòu)、撲動(dòng)翼和仿鷹尾翼；氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)分別與撲動(dòng)機(jī)構(gòu)以及氣象探測(cè)微站連接；氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)用于上傳無(wú)人機(jī)操縱指令和氣象探測(cè)任務(wù)；撲動(dòng)機(jī)構(gòu)用于根據(jù)無(wú)人機(jī)操縱指令控制撲動(dòng)翼上下?lián)鋭?dòng)；氣象探測(cè)微站設(shè)置在仿鷹機(jī)身上；氣象探測(cè)微站用于根據(jù)氣象探測(cè)任務(wù)探測(cè)氣象數(shù)據(jù)，并將氣象數(shù)據(jù)下發(fā)至氣象探測(cè)地面控制系統(tǒng)，本申請(qǐng)可全方位隱蔽的實(shí)現(xiàn)氣象探測(cè)。

技術(shù)研發(fā)人員：宿興濤,成巍,安豪,安偉剛,宋堃,滕陳柯敏,朱曉蕾,宋筆鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)人民解放軍61540部隊(duì)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23