探析低空飛行安全氣象保障技術(shù)

朱崔瑩

摘要：低空飛行在民間有著廣泛的應(yīng)用場景，現(xiàn)階段我國低空域范圍正在不斷的開放，對于低空飛行安全，越來越多的企業(yè)和個人都會涉及其中，所以這些年關(guān)于低空飛行安全氣象保障的重要程度已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略層面，如何能夠進行有效的低空安全保障體系搭建成為了當(dāng)前相關(guān)部門和企業(yè)研究的一個重要課題。我國低空環(huán)境情況較為復(fù)雜，在目前的技術(shù)形成條件來看，低空飛行安全保障技術(shù)還尚不成熟，需要建立一套以地面氣象探索為基礎(chǔ)搭配低空雷達進行檢測，動用被動衛(wèi)星進行輔助，形成海陸空全方位的氣象保障體系，能夠?qū)崟r對低空區(qū)域的風(fēng)速風(fēng)向微低空飛行管制中心進行數(shù)據(jù)整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳遞和應(yīng)用，解決我國低空飛行器的空中預(yù)警空中救援所需的數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：低空飛行;安全研究;氣象監(jiān)測;技術(shù)分析

引言

低空飛行的空域一般是指在1公里范圍以內(nèi)的高度，各類通用飛行器都需要在此空域進行分析與常規(guī)空域比較低空空域，存在的飛行器數(shù)量更多，且航線復(fù)雜缺乏規(guī)律，飛行器在飛行過程中受到地形環(huán)境的影響程度更加劇烈，所以不同地區(qū)受特殊地形影響，其飛行軌跡可能會出現(xiàn)很大的區(qū)別，我國低空飛行安全保障技術(shù)從總體發(fā)展態(tài)勢來看，與國際先進水平存在一定的差距，飛行器在進行低空飛行時，其輔助信息收集和供應(yīng)能力較差，無法對其提供完善全面的安全數(shù)據(jù)信息支持，導(dǎo)致飛行事故出現(xiàn)幾率較高。對低空飛行安全氣象保障技術(shù)進行完善和健全，對于未來我國的低空飛行領(lǐng)域相關(guān)行業(yè)的發(fā)展會有積極的推動作用。

1低空飛行安全氣象保障系統(tǒng)

在進行低空飛行時，安全氣象保障系統(tǒng)，能夠?qū)w行路徑的風(fēng)速，溫濕度，氣壓等數(shù)據(jù)實時傳輸給飛行器，幫助其正確判斷飛行路徑和飛行環(huán)境。同時飛行器也能夠?qū)⒃O(shè)備自身收集到的數(shù)據(jù)信息傳送給低空管制中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，和比對移動式氣象監(jiān)測平臺，需要跟蹤低空飛行器的實際飛行軌跡，并對該區(qū)域的氣象狀態(tài)進行實時監(jiān)控，然后將收集整理的數(shù)據(jù)傳輸給低空管制中心，對于低空飛行監(jiān)控雷達而言，其具有穩(wěn)定的性能，在使用過程中也能夠盡可能避免周圍環(huán)境對其探測結(jié)果的影響，并能夠根據(jù)探測數(shù)據(jù)實施更新數(shù)據(jù)情況，監(jiān)視低空空域飛行器在飛行過程中出現(xiàn)的各類異常飛行姿態(tài)，判斷飛行器是否正常運行。在雷達部署的過程中，需要使用張角進行控制和部署，讓雷達能夠監(jiān)視的范圍達到最大值，并根據(jù)實際的地形情況不斷進行信息交互和比對，確認路線風(fēng)云系統(tǒng)氣象衛(wèi)星在實際應(yīng)用中可以提供自然天氣變化預(yù)測和相關(guān)自然災(zāi)害發(fā)生檢測，通過與地面氣象數(shù)據(jù)平臺進行實時的信息交互和協(xié)作，能夠在數(shù)據(jù)上互相補充。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)能夠為飛行器提供準確實時的位置信息與地面管控中心進行航線設(shè)計，并且也能夠提供實時的數(shù)據(jù)傳輸功能。

2氣象要素監(jiān)測

2.1風(fēng)速風(fēng)向測量方法

階段隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展和超聲波技術(shù)的不斷完善，風(fēng)速風(fēng)向測量有了新的方式，在實際操作中超聲波技術(shù)，對風(fēng)速風(fēng)向的測量主要是依靠以下幾種方式，首先是多普勒測量法，其次還有渦街測量法和時差測量法。多普勒測量法利用了多普勒原理，對空氣中的懸浮離子的風(fēng)場進行檢測，但是在測量的過程中受到溫度變化的影響程度較重，所以還要進行溫度補償來提高檢測結(jié)果的精度，在實際應(yīng)用環(huán)境中存在一定的局限性。但由于其基本原理簡單，適配設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模較大，因此在很多地面監(jiān)測網(wǎng)點都有類似的設(shè)備用于進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集。超聲波渦街流量計算方式使用測量管道氣體的流動速度來進行數(shù)據(jù)收集，但無法在開放環(huán)境內(nèi)使用。時差測量法在實際應(yīng)用過程中使用超聲波在空氣中傳播速度的差異原理，對風(fēng)速風(fēng)向進行測量和判斷。

2.2溫度測量方法

現(xiàn)階段使用聲學(xué)原理制作的溫度測量器精度較高，而且對于環(huán)境適應(yīng)性較好，近幾年投入使用的溫度測量計，也在不斷加入新的技術(shù)和材料，能夠?qū)μ厥猸h(huán)境下的溫度進行精確檢測，幫助飛行器進行實時調(diào)節(jié)，目前使用最為廣泛的是紅外測技術(shù)所制成的溫度計測器。它能夠通過物體本身輻射的紅外線中提取電信號，再通過紅外能量大小對物體的現(xiàn)有溫度進行計算。

2.3濕度測量方法

濕度測量一般有兩種方法，一種是高分子類的測量儀器，另一種是氧化鋁濕敏電容。前者會選擇薄膜電容式濕度檢測器來對濕度進行檢測，而且我國科學(xué)院也研制出了結(jié)露傳感器，可以作為薄膜電容傳感器的一種補充。氧化鋁濕敏電容但實際使用時要與空氣進行直接接觸，由于空氣中具有水蒸氣，而檢測設(shè)備中的精密電子部件又不能完全被封閉使用，這就造成了濕度傳感器，使用一段時間之后就會出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)老化情況，嚴重影響檢測精度的情況，所以此類濕度傳感器的使用壽命較短。

2.4氣壓測量方法

氣壓測量方法使用廣泛的是氣壓表通過使用轉(zhuǎn)換器將電子元件的響應(yīng)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號，現(xiàn)如今氣壓表已經(jīng)完全實現(xiàn)了數(shù)字化改造，通過多層冗雜技術(shù)的應(yīng)用來提升氣壓表最終結(jié)果的準確性和抗干擾能力。消除了傳統(tǒng)氣壓表功能簡單應(yīng)用場景單一的缺點。在中央控制器的統(tǒng)一控制指揮下，有三個完全獨立的工作感應(yīng)器，每一個感應(yīng)器的內(nèi)容中都包含溫度感應(yīng)系統(tǒng)，能夠適時進行溫度補償，多層冗雜技術(shù)的應(yīng)用能夠讓多個電子元件的工作狀態(tài)得到實時的監(jiān)測。在一部分地區(qū)還會使用到沸點氣壓表，通過液體沸點的變化對氣壓進行判斷測量。

3結(jié)束語

過去我國社會也有意要發(fā)展低空飛行安全氣象保障系統(tǒng)，但是過去受到社會經(jīng)濟發(fā)展水平和技術(shù)積累水平的限制，在很多關(guān)鍵領(lǐng)域都缺乏技術(shù)支持現(xiàn)階段隨著我國各個領(lǐng)域都邁入了高速發(fā)展的狀態(tài)，越來越多的關(guān)鍵技術(shù)正被我們快速掌握，在這樣的條件下，結(jié)合當(dāng)前社會發(fā)展的需求，低空飛行，安全氣象保障系統(tǒng)得以搭建完成，并已經(jīng)開始投入實際使用。