随着气象测量传感器、无人机制造、飞行控制及数据处理等技术的发展，无人机气象探测技术得到长足的发展，逐渐成熟并走向应用。这种大区域、长时间、连续气象探测方法在航天器发射与返回、重要武器试验、战场气象测量、恶劣天气监测、龙卷风近距环境探测监视等应用中具有独特的作用和优势。

　　中文名：无人机气象监测

　　外文名：uav meteorological monitoring

　　目录

　　背景简介

　　·行业简介

　　·行业需求

　　无人机应用于气象监测系统

　　执行方式

　　操作要点

　　背景简介行业简介

　　气象信息是经济发展规划和农业发展的重要依据，也是国家可持续发展的需要。无人气象直升机在气象监测领域发挥出了自身的优势，低成本、低速、巡航距离远、高可靠性的无人机执行低空飞行任务，操作员可以很方便在地面的控制飞机的飞行路线和飞行高度。

　　利用无人机技术开展国土资源调查与土地利用监测，可及时地反映各种国土资源的具体情况，增强资源开发、环境保护与灾害防治的预见性，为国土开发与整治，环境和灾害监测，水文地质、工程地质勘查，建设工程选址、选线及城市规划提供依据。

　　行业需求1．我国国土辽阔，气象监测管理具有一定控制面上的局限性，通过现有的人工作业方式，效率不高；

　　2．在气象监测天气预报方面，卫星图清晰度不高，无法获取有效的实时气象数据，预报依据不足；

　　无人机应用于气象监测系统

　　无人机气象飞机主要测量下列气象数据：温度、气压、湿度、风、真高度、各种图像（数据）、云形成类型和大小、能见度、湍流发生和大小、积冰。基本的气象观测准确度要求如下：

　　能见度：±20%（≥0.1km,≤10km）；

　　云覆盖（最底层）：±1/8；

　　云底高：±30m(0~300m),±10%(>300)；

　　垂直风剖面：±10°，±2.5m/s；

　　云顶高：±150m(≤1000m),±20%(>1000m)；

　　地面风：±10°，±2.5m/s；

　　地面温度：±1°；

　　垂直剖面温度：±1°；

　　地面相对湿度：±5%；

　　垂直剖面湿度：±5%；

　　气压：±2%。

　　为了进行天气预报，世界气象组织（WMO）规定了气象观测要素，其中一些要素可以直接测量，另一些要素由主观估测。主观估测用可见光、红外线和微波成像仪进行探测，所有设备必须适合系统选择的无人机，如重量、体积。

　　执行方式

　　任务通常要求无人机按预先选定的航线飞行。许多复杂因素将影响任务的执行，其中最重要的是无人机的性能。执行任务的方式有三个方面：

　　1.直接测量。无人气象直升机装有常规气象传感器，对气象参数直接测量，主要是指温、湿、压等参数。无人机自身作平飞。垂直飞行和低飞，可测量到各层面的气象参数。水平飞行时飞机常保持一定的气压高度。为了对地面气象数据测量更准确，无人机必须降至150米高度作低空飞行。

　　2.遥感测量。随着遥感技术的发展，无人气象直升机将以遥感测量为主。主要设备有宽波段红外辐射计、宽波段微波被动辐射仪、宽波段太阳被动辐射仪、能见度仪和多普勒雷达等。红外探测分辨率高，可以探测温度和水汽分布，但它受限制的原因是不能透过云层。获得降雨信息最好的设备室宽带微波辐射计，它可测量各种云图。

　　3.空投探空仪和数据中继。无人气象直升机带十个空投探空仪，在50*50平方公里的面积上均匀散布，下降时间一般为几分钟，测量的数据一般有无人气象直升机中继。

　　无人机气象监测特点优点1.低成本，性价比好。一架无人机的成本只需有人机的几十分之一，甚至几百分之一，而且使用和维护费用低。

　　2.无人员伤亡的风险。

　　3.生存力强。无人机广泛采用塑料、玻璃纤维和其它透波材料，能够快速修复。

　　4.机动性好。小型无人机机体小、重量轻、不要求有专门设备的机场起降。

　　操作要点

　　无人气象直升机要求在各种恶劣天气飞行，数据传输系统和飞行控制系统也可能受到干扰，在这种情况下，飞机既要保持较快的速度飞行，又必须精确地测量各种气象数据，因此对无人气象直升机的各系统要求都很高。在低飞测量时，无人机与地面设备失去联系，因此无人气象直升机必须有自主飞行管理系统。无人气象直升机一般采用导航测风，因此要求有精确的导航定位系统。此外要求各种测量仪器惯性小、精确度高和可靠性好。

 

投稿：亿瓦特