無人機(jī)渦動(dòng)測量系統(tǒng)載重儀器已經(jīng)發(fā)展為18-28公斤以上，該系統(tǒng)用于測量動(dòng)量通量以及潛熱通量,和大氣輻射熱量通量邊界層(ABL)和下面的地形。系統(tǒng)含括快速響應(yīng)的空氣溫濕度探頭，開路渦動(dòng)系統(tǒng)，短波和長波輻射計(jì)可測定凈輻射、地表溫度和反照率。無人機(jī)飛行垂直安裝時(shí)需形成于允許直接測量中的通量的重要要素（垂直風(fēng)速）的間隙,另外可選配機(jī)載高分辨率可見光和紅外視頻和激光測高,同時(shí)觀察表面形貌或海洋表面波。飛行海拔較低時(shí)可配置GPS進(jìn)行定位，另外可共用無人機(jī)上姿態(tài)校準(zhǔn)設(shè)備或單獨(dú)搭載姿態(tài)儀校準(zhǔn)設(shè)備。

實(shí)例歷程：飛行測試儀器的BAE系統(tǒng)公司的C1無人機(jī)在陸地上進(jìn)行了無人機(jī)渦動(dòng)飛行測試。2011年1月麥克米蘭機(jī)場(羅伯茨,加州)。同樣的飛行測試儀器的波音Insitu公司“掃描鷹"無人機(jī)無人機(jī)進(jìn)行水面中心。2012年4月,達(dá)利部門(達(dá)利,維吉尼亞),**個(gè)已知的測量水蒸氣,熱,和動(dòng)量通量是由低空(到30米) 波多馬克河附近。本研究提出了一個(gè)從飛行測試潛在應(yīng)用近地層以及(海洋)大氣邊界層研究系統(tǒng)。

系統(tǒng)構(gòu)建：

主要產(chǎn)品介紹：

數(shù)據(jù)采集器：

1.*運(yùn)行頻率：*大1000Hz

2.模擬電壓范圍：±5V

3.模擬電壓單端通道數(shù)量：不小于12個(gè)

4.操作溫度：-55℃～85℃

5.*A/D 轉(zhuǎn)換位：24位

6.*功耗：休眠時(shí)≤1mA；1Hz工作狀態(tài)時(shí)≤3mA

7.模擬量測量精度：±（0.04%讀數(shù)+偏移量）

8.通訊方式：RS-232、RS-485，SDM，SDI-12

9.*配2張16GB存儲(chǔ)卡

10.需帶有 Ethernet 網(wǎng)絡(luò)接口

11.內(nèi)存: 4MB，可通過MicroSD卡擴(kuò)展16GB

12.工作溫度: -40~70℃（標(biāo)準(zhǔn)），-55℃~85℃（擴(kuò)展）

渦動(dòng)通量傳感器

1.工作頻率、溫度與功率

1.1.工作頻率：≥10Hz；

1.1.工作環(huán)境溫度：-30℃～+50℃；

1.1.整機(jī)運(yùn)行功率：4～13W；

2.三維超聲風(fēng)速測量性能：

2.1風(fēng)速量程：0～65m/s

2.2風(fēng)速分辨率：Ux≤1mm/s，Uy≤1mm/s，Uz≤0.5mm/s

2.3測量頻率：可編程1～100HZ

2.4聲速：能從三個(gè)聲頻路徑測得，并訂正了交叉風(fēng)的影響

2.5*材質(zhì)：金屬

3.二氧化碳（CO2）測量性能：

3.1量程：0～1000 μmol/mol（標(biāo)準(zhǔn)）

（0～3000 μmol/mol可定制）

3.2準(zhǔn)確度：≤1%

3.3增益漂移：≤0.1%/℃

3.4零點(diǎn)漂移（溫度）：-0.5～+0.5(μmol/mol)/℃

4.水汽（H2O）測量性能：

4.1量程：0～72mmol/mol

4.2準(zhǔn)確度：≤2%

4.3增益漂移：≤0.3%/℃

4.4零點(diǎn)漂移（溫度）：-0.06～+0.06(mmol/mol)/℃

空氣溫濕度傳感器

1.溫度測量性能

1.1溫度測量范圍：-80～+60℃

1.2*溫度精度（-20～+60℃的測量范圍內(nèi)）：

±（0.055+0.0057*讀數(shù)）℃

2.濕度測量性能

2.1濕度測量范圍：0.8-99%RH，非冷凝環(huán)境

2.2*濕度精度（-20～+40℃的測量范圍內(nèi)）：

±（1+0.008*讀數(shù)）%RH

3.傳感器電纜長度：≥25m

4.每個(gè)傳感器配1個(gè)防輻射罩

四分量凈輻射傳感器

1.測量性能

1.1輸出：4個(gè)輸出，分別是向上的短波、向下的短波以及向上的長波和向下的長波

1.2光譜范圍：短波300～2800nm ；長波4.5～42μm

1.3靈敏度：5～20μV/W/m2（短波） ；5～15μV/W/m2（長波）

1.4*響應(yīng)時(shí)間：≤18s（95%）

1.5非線性誤差：<1%

2.物理特性

2.1工作環(huán)境：-40～80℃，0～99%RH

2.2傳感器電纜長度：≥25米

系統(tǒng)數(shù)據(jù)校驗(yàn)公式：

由于無人機(jī)飛行速度對溫度測量造成加熱效應(yīng)，利用校正公式代入校準(zhǔn)(Lenschow 1986;Khelifet al . 1999年)

四分量輻射表超聲虛溫校正：

極坐標(biāo)方程校驗(yàn)：

風(fēng)矢量校驗(yàn)：

優(yōu)良風(fēng)矢量旋轉(zhuǎn)相對風(fēng)校驗(yàn)：

數(shù)據(jù)對比實(shí)驗(yàn)：

數(shù)據(jù)質(zhì)量比對分析：

軟 件：，支持編程、通訊，以及數(shù)據(jù)采集器與PC之間的數(shù)據(jù)下載。