[发明专利]一种基于主被动探测手段的无人机监测作业平台及方法

权利要求书

1.一种基于主被动探测手段的无人机监测作业平台，其特征在于：

包括：结合气象预报资料部署实施人工影响天气初步作业计划并传输探测数据的部署于指定区域的无人机平台子系统（1），搭载激光微波主动遥感载荷和原位传感器探测载荷并传输所获取的航线下方云、雨、气溶胶、风以及航线温湿压风速探测数据的机载探测子系统（2），实施催化作业的催化作业子系统（3）和用于对所述无人机平台子系统（1）、所述机载探测子系统（2）、所述催化作业子系统（3）进行运行调度及运行状态监控并对所述探测数据进行融合分析制定及实时修正所述人工影响天气初步作业计划、制定催化作业计划、进行作业过程控制和作业效果评估的地面指挥控制子系统（4）；

所述无人机平台子系统（1）包括：搭载机载探测载荷并实施所述初步作业计划的无人机机体（11），用于所述无人机机体（11）起落的起落架系统（12），为所述无人机机体（11）提供动力的动力系统（13），为所述无人机机体（11）提供电力的电气系统（14），用于对所述无人机机体（11）进行管理控制的任务系统（15），用于低频信号和功率传输的线束接口系统（16），防雷雨防冰系统（17）和用于所述无人机机体（11）安全降落的降落伞系统（18）；

所述机载探测子系统（2）用于对航线下方的云、雨、气溶胶、风进行三维立体监测并对航线常规气象要素进行实时连续探测；

所述激光微波主动遥感载荷包括：多通道气溶胶-云粒子激光雷达、多模式测风激光雷达、毫米波云雨测量雷达、云影像观测相机；

所述原位传感器探测载荷为航线气象仪；

所述多通道气溶胶-云粒子激光雷达进行气溶胶环境要素和宏微观特征探测，所述气溶胶环境要素包括：气溶胶种类、气溶胶垂直分布、气溶胶粒子数浓度；所述宏微观特征包括：云类型、云高、云粒子、粒子谱分布；

所述多模式测风激光雷达进行三维风场分布、径向风速的探测；

所述毫米波云雨测量雷达进行航线下方云雨宏微观特征要素探测，所述云雨宏微观特征要素包括云类型、云高、云粒子、过冷水含量分布、粒子谱分布、单位体积数浓度；

所述云影像观测相机对航线下云总量及宏观动态变化进行探测；

所述航线气象仪对航线上温、湿、压、风速进行连续监测；

所述催化作业子系统（3）包括焰条播撒吊舱组（31）及实施催化作业的催化载荷（32），所述焰条播撒吊舱组（31）是装载暖云或冷云催化剂的焰条焰弹吊舱一体化装置；

所述地面指挥控制子系统（4）包括地面指挥控制站（41）、地面差分站（42）、用于与所述无人机平台子系统（1）传输所述探测数据的视距链路（43）及卫通链路（44）和综合显控软件（45）；

所述地面指挥控制站（41）包括用于通过所述视距链路（43）及所述卫通链路（44）发送接收数据的数据处理计算机和用于接收所述数据处理计算机的所述数据并对所述无人机平台子系统（1）、所述机载探测子系统（2）、所述催化作业子系统（3）进行运行调度及运行状态监控的中心管理监控计算机；所述数据处理计算机和所述中心管理监控计算机安装所述综合显控软件（45）；

所述地面指挥控制子系统（4）可实时监控并显示无人机飞行状态及各任务载荷的工作情况，可根据探测载荷实时回传的观探测信息融合反演，智能化引导无人机探测和催化作业；可综合分析多种信息，及时进行作业效果评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于主被动探测手段的无人机监测作业平台，其特征在于：所述毫米波云雨测量雷达是机载Ka/W多频段云雨雷达。

3.根据权利要求1所述的一种基于主被动探测手段的无人机监测作业平台，其特征在于：所述云影像观测相机采用可见光CCD。

4.一种基于权利要求1所述的无人机监测作业平台的无人机监测作业方法，包括如下步骤：

S1、将所述无人机平台子系统（1）部署于指定区域，结合气象预报资料，地面指挥控制子系统（4）的综合显控软件（45）给出作业目标区域，制定人工影响天气初步作业计划；

S2：地面指挥控制子系统（4）开始对所述无人机平台子系统（1）、机载探测子系统（2）和催化作业子系统（3）的运行进行调度、运行状态监控并得到监控数据，实时显示；

S3：所述无人机机体（11）依据所述人工影响天气初步作业计划飞行至目标区域进行探测并将探测数据实时回传至所述地面指挥控制子系统（4），所述机载探测子系统（2）同时将所述探测数据反馈至所述地面指挥控制子系统（4），所述地面指挥控制子系统（4）融合反演所述探测数据，进行催化条件判据，给出催化作业条件潜力判据数据，并自动调整修正催化作业计划，智能化引导所述催化作业子系统（3）实施催化作业并得到催化作业数据；

所述探测数据包括：气溶胶种类、气溶胶垂直分布、气溶胶粒子数浓度、三维风场分布、径向风速、云类型、云高、云粒子、过冷水含量分布、粒子谱分布、单位体积数浓度、云总量、云宏观动态变化、航线温度、航线湿度、航线压力、航线风力；

S4：所述地面指挥控制子系统（4）对步骤S1至步骤S3的所述探测数据、所述监控数据和所述催化作业数据进行分类、汇总分析得到综合数据，实现所述催化作业效果评估及态势综合显示；

S5：所述地面指挥控制子系统（4）将所述综合数据上传至数据中心。