無人機氣象探測技術

作者:沈懷榮、邵瓊玲、王盛軍、李怡勇

出版:清華大學出版社

年代:2010 更多圖書信息

圖書簡介

隨著氣象測量傳感器、無人機制造、飛行控制及數據處理等技術的發展,無人機氣象探測技術得到長足的發展,逐漸成熟并走向應用。這種大區域、長時間、連續氣象探測方法在航天器發射與返回、重要武器試驗、戰場氣象測量、惡劣天氣監測、龍卷風近距環境探測監視等應用中具有獨特的作用和優勢。本書是作者在多年無人機氣象探測技術研究與應用實踐的基礎上,進行分析總結,編寫而成的。全書共分6章,深入討論了無人機氣象探測系統設計與應用的關鍵技術。全書內容涵蓋了無人機氣象探測系統設計、無人機飛行控制技術、無人機溫濕壓測量技術、無人機測風技術及無人機氣象探測系統試驗與應用等。本書適用于從事氣象測量無人機系統設計與應用的技術人員、氣象測量工程的管理人員研究和參考,也可作為高等院校氣象測量領域相關專業研究生、高年級學生或任職教育學員的教學參考書。

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編輯推薦

《無人機氣象探測技術》旨在針對國內外典型的氣象無人機產品,進行深入分析和系統總結,從系統設計和關鍵技術突破的角度,將理論與工程實踐相結合,深入淺出地為相關研究和使用人員提供基本的設計方法和關鍵技術解決途徑。《無人機氣象探測技術》是在作者多年無人機氣象探測技術研究與實踐的基礎上形成的,其中還包括了一些首次公布的關鍵技術研究成果。

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目錄

第1章 概述1
1.1 無人機及無人機系統1
1.1.1 分類2
1.1.2 無人機系統的性能4
1.1.3 無人機的應用領域6
1.2 無人機氣象探測系統8
1.2.1 組成8
1.2.2 世界主要氣象無人機9
參考文獻12

第2章 無人機氣象探測系統設計14
2.1 設計要求與總體方案15
2.1.1 無人機系統總體方案設計原則15
2.1.2 無人機系統總體技術方案的確定15
2.2 無人機平臺17
2.2.1 平臺總體設計18
2.2.2 結構18
2.2.3 動力20
2.2.4 導航控制22
2.2.5 供電28
2.3 有效載荷29
2.3.1 溫濕壓測量系統30
2.3.2 風參數測量31
2.3.3 數據采集輸出34
2.4 數據鏈路35
2.4.1 組成與功能要求35
2.4.2 數據鏈路分類36
2.4.3 數據鏈路選擇與設計36
2.5 地面站37
2.5.1 結構組成38
2.5.2 飛行線路規劃與無人機狀態顯示39
2.5.3 有效載荷數據解算與處理40
參考文獻51

第3章 飛行控制技術52
3.1 飛行控制基礎建模52
3.1.1 坐標系及其之間的轉換52
3.1.2 動力學與運動學方程55
3.1.3 某小型無人機的參數設定58
3.2 增益預置控制59
3.2.1 控制原理與特點59
3.2.2 控制器的設計60
3.2.3 案例仿真與分析63
3.3 非線性動態逆控制70
3.3.1 控制原理與特點70
3.3.2 控制方法的分類與比較72
3.3.3 逆控制器的設計73
3.3.4 案例仿真與分析79
3.4 基于神經網絡的動態逆控制81
3.4.1 神經網絡簡介82
3.4.2 控制器的設計84
3.4.3 在線神經網絡的構造85
3.4.4 控制器閉環穩定性證明87
3.4.5 案例仿真與分析90
3.5 半實物飛行仿真系統93
3.5.1 半實物飛行仿真的概念與特點93
3.5.2 無人機半實物飛行仿真系統的典型結構94
3.5.3 AP50半實物飛行仿真系統設計與實現95
3.5.4 仿真實驗與結果分析100
參考文獻112

第4章 溫濕壓測量技術114
4.1 溫濕壓測量要求114
4.2 溫濕壓測量方法115
4.2.1 溫度測量115
4.2.2 相對濕度測量116
4.2.3 氣壓測量118
4.3 溫濕壓組合測量技術119
4.3.1 溫濕壓組合傳感器119
4.3.2 溫濕壓組件數據采集系統設計122
4.3.3 溫濕壓組件測量數據處理與比對122
4.4 溫濕壓測量誤差126
4.4.1 溫度測量誤差126
4.4.2 相對濕度測量誤差126
4.4.3 氣壓測量誤差127
參考文獻127

第5章 測風技術128
5.1 無人機測風方法128
5.1.1 解析測風法128
5.1.2 水平空速歸零法129
5.1.3 機動飛行法129
5.2 水平飛行測風法129
5.2.1 解算模型129
5.2.2 誤差源分析132
5.2.3 誤差影響仿真分析135
5.2.4 誤差校正145
5.3 風場數據處理方法155
5.3.1 自適應濾波算法156
5.3.2 粒子濾波算法160
參考文獻174

第6章 系統試驗及應用177
6.1 系統靜態測試177
6.1.1 測試內容177
6.1.2 氣溫誤差測試177
6.1.3 濕度誤差測試178
6.1.4 氣壓誤差測試179
6.1.5 風速誤差測試180
6.2 系統飛行試驗181
6.2.1 系統飛行試驗內容181
6.2.2 氣象探測對比試驗181
6.2.3 TF-1飛行試驗182
6.3 氣象無人機應用187
6.3.1 氣象無人機在民用領域的應用187
6.3.2 氣象無人機軍事應用188
參考文獻189
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作者:沈懷榮、邵瓊玲、王盛軍、李怡勇
出版:清華大學出版社

ISBN:9787302236580

出版日期:2010-09-01

清華大學出版社

清華大學出版社

清華大學出版社成立于1980年6月,是由教育部主管、清華大學主辦的綜合出版單位。植根于“清華”這座久負盛名的高等學府,秉承清華人“自強不息,厚德載物”的人文精神,清華大學出版社在短短二十多年的時間里,迅速成長起來。作為來自一流大學的出版單位,清華大學出版社始終堅持弘揚科技文化產業、服務科教興國戰略的出版方向,把出版高等學校教學用書和科技圖書作為主要任務,并為促進學術交流、繁榮出版事業設立了多項出版基金,逐漸形成了以出版高水平的教材和學術專著為主的鮮明特色,在教育出版領域樹立了強勢品牌。目前,清華版教材已在全國一百多所院校得到廣泛使用。高品質、多層次的計算機圖書是清華大學出版社的一大品牌支柱。20世紀80年代末,在席卷全球的信息化浪潮中,清華大學出版社快速切入計算機圖書市場,逐漸成為并一直保持這一市場的領先地位,為發展中國計算機教育做出了巨大貢獻。

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