無人機臺風探測實況監控系統設計研究
2020年電子技術應用第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(含熱帶氣旋)是我國國家氣象發展戰略的重要組成部分之一。在海洋一期的任務目標中，明確指出要完成下投探空的機載飛行、海洋高空下投、數據接收和處理等全數據鏈的驗證試驗，為今后業務化觀測臺風奠定技術基礎。無人機實況監控系統結合移動式地面站、氣象、衛星網絡等資源，為無人機、無人飛艇等設備的實況飛行提供基于WebGIS的三維監控展示，為地面控制中心調度提供決策支持服務。系統主要包括處理展示當前無人機狀態、當前的飛行天氣現象、飛機覆蓋范圍、典型示范區數據，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. 無人機臺風探測實況監控系統設計研究[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191279
中文引用格式： 張東明，張雪芬，郭然，等. 無人機臺風探測實況監控系統設計研究[J].電子技術應用，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重的國家之一，平均每年我國登陸臺風7～8個，給我國造成巨大經濟損失和嚴重人員傷亡[1]。從1990年以來，臺風路徑預報誤差約降低了50%，主要歸功于中尺度和天氣尺度數值預報和資料同化技術的進步，但同期熱帶氣旋強度預報精度改善卻非常有限，臺風的狂風和暴雨客觀預報仍不具有明顯的業務能力[2]。其原因與對臺風內部精細結構及其影響強度變化機制了解的缺乏密切相關。研究表明，臺風垂直結構觀測(特別是預報敏感區的目標觀測)資料的同化可減少數值模式對臺風強度預報誤差的10%～20%及以上。顯然，臺風內部結構觀測資料的匱乏,已成為當今制約臺風定位定強精度、臺風結構變化及其對路徑和強度影響的機理認識、臺風數值模式(路徑和強度變化)預報能力等進一步提高的主要瓶頸[3]。
無人機的發展經過三次浪潮[4]，如今無人機正廣泛地應用于多個領域，如防火減災、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精細結構探測體系[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，初步建設基于高空長航時大型無人機的下投探空技術能力及無人機氣象觀測任務地面氣象保障能力，初步探索國家級無人機氣象觀測業務模式及現場作業流程[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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