本文摘要：無(wú)人直升機(jī)可以用于水文監(jiān)測(cè)，本篇水文地質(zhì)工程地質(zhì)論文認(rèn)為國(guó)產(chǎn)的無(wú)人直升機(jī)技術(shù)相當(dāng)成熟，大多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、氣象、電力、搶險(xiǎn)救災(zāi)、視頻拍攝等行業(yè)，但是無(wú)人直升機(jī)用于水文上測(cè)流技術(shù)目前全國(guó)還沒(méi)有實(shí)踐，尚需要做大量測(cè)試、率定工作;無(wú)人機(jī)測(cè)流技術(shù)
無(wú)人直升機(jī)可以用于水文監(jiān)測(cè)，本篇水文地質(zhì)工程地質(zhì)論文認(rèn)為國(guó)產(chǎn)的無(wú)人直升機(jī)技術(shù)相當(dāng)成熟，大多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、氣象、電力、搶險(xiǎn)救災(zāi)、視頻拍攝等行業(yè)，但是無(wú)人直升機(jī)用于水文上測(cè)流技術(shù)目前全國(guó)還沒(méi)有實(shí)踐，尚需要做大量測(cè)試、率定工作;無(wú)人機(jī)測(cè)流技術(shù)的研究是誰(shuí)先開(kāi)展了，誰(shuí)就領(lǐng)先�？梢园l(fā)表水文地質(zhì)工程地質(zhì)論文的期刊有《水文地質(zhì)工程地質(zhì)》本刊面向國(guó)、內(nèi)外水文地質(zhì)學(xué)科、工程地質(zhì)學(xué)科以及環(huán)境地質(zhì)學(xué)、農(nóng)業(yè)地質(zhì)學(xué)科研究，地質(zhì)與環(huán)境工程建設(shè)、技術(shù)方法應(yīng)用與創(chuàng)新、地下水資源監(jiān)測(cè)與管理、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與防治、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與開(kāi)發(fā)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等多學(xué)科以及交叉學(xué)科的著者、讀者。主要欄目：基礎(chǔ)與專題、應(yīng)用與實(shí)踐、經(jīng)驗(yàn)與探索、綜合述評(píng)、問(wèn)題討論、信息園地。并不定期開(kāi)辟新欄目。
無(wú)人直升機(jī)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種嶄新的非常規(guī)應(yīng)急測(cè)流技術(shù)方法，是傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)技術(shù)的有利補(bǔ)充。為此，結(jié)合廣西中小河流特點(diǎn)，對(duì)無(wú)人直升機(jī)應(yīng)急測(cè)流系統(tǒng)在中小河流水文應(yīng)急測(cè)流的應(yīng)用方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)的組成、選型、硬軟件參數(shù)、功能以及技術(shù)特點(diǎn)等。
關(guān)鍵詞：
無(wú)人直升機(jī);中小河流;水文應(yīng)急測(cè)流
1概述
1.1現(xiàn)行測(cè)流方法存在的問(wèn)題及解決方案
(1)隨著中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等一批重大項(xiàng)目的建設(shè)，廣西新增的水文(位)站、雨量站點(diǎn)達(dá)到歷史的突破。截至2014年12月，廣西水文系統(tǒng)雨量站在659個(gè)國(guó)家基本站的基礎(chǔ)上增至目前的3129個(gè)(含專用站)，水文(位)站在151個(gè)國(guó)家基本站的基礎(chǔ)站增至目前的551個(gè)(含專用站)，其中流量站由126站增至到目前278個(gè)(含專用站)，水位站由25站增至到目前273個(gè)(含專用站)。而相應(yīng)的監(jiān)測(cè)人員編制不增加的時(shí)候，就需要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是隨著科技的發(fā)展，如何將現(xiàn)有的先進(jìn)測(cè)流技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中去;二是要如何盡可能使得水文測(cè)站的水位流量關(guān)系單值化，這兩者相輔相成;
(2)廣西暴雨頻發(fā)，地質(zhì)地貌復(fù)雜，是洪旱災(zāi)害、泥石流山洪災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)是必不可少的內(nèi)容。受水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)等人類活動(dòng)的影響，河道和流域下墊面環(huán)境發(fā)生了較大的變化，使洪水傳播和合成機(jī)制日趨復(fù)雜，河流上、下游水位原有的規(guī)律被打破，相關(guān)關(guān)系越來(lái)越差。因此，補(bǔ)充和完善水文測(cè)報(bào)手段，探索應(yīng)用新儀器、新技術(shù)條件下水文監(jiān)測(cè)技術(shù)，盡快建立新條件下水文因素之間的新關(guān)系，非常必要;
(3)針對(duì)無(wú)水文資料的中小河流，利用無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)技術(shù)可快速收集各條河流的水面流速。在常規(guī)ADCP、流速儀等測(cè)流儀器無(wú)法入水施測(cè)時(shí)，或者水文災(zāi)害突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的斷面測(cè)流作業(yè)條件下，采用無(wú)人直升機(jī)從空中非接觸式地測(cè)出沿河寬不同起點(diǎn)距的水面流速，并最終換算成全斷面的流量，是一種有效的應(yīng)急水文測(cè)流措施。
1.2廣西中小河流水文應(yīng)急測(cè)流的特點(diǎn)和技術(shù)措施
1.2.1流量測(cè)驗(yàn)的特點(diǎn)
廣西中小河流眾多、洪水陡漲陡落、且時(shí)常伴有泥石流災(zāi)害發(fā)生。因此，常規(guī)的流量測(cè)驗(yàn)方法(如精測(cè)法、常測(cè)法等)僅僅適用于正常情況下的流量測(cè)驗(yàn)。而當(dāng)特殊情況發(fā)生時(shí)，如山洪泥石流下來(lái)、流速儀、ADCP根本放不下去的情況下;或是開(kāi)展應(yīng)急監(jiān)測(cè)的河段沒(méi)有任何測(cè)驗(yàn)設(shè)施，如無(wú)纜道、上下游河段沒(méi)有橋梁等，就需要采用非常規(guī)的方法進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)。
1.2.2無(wú)人直升機(jī)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
無(wú)人直升機(jī)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種嶄新的非常規(guī)應(yīng)急測(cè)流技術(shù)方法，對(duì)有纜道的測(cè)驗(yàn)斷面，則繼續(xù)使用流速儀、電波(雷達(dá))流速儀等在這些最合適的位置上進(jìn)行水面流速觀測(cè);對(duì)沒(méi)有纜道、需要使用測(cè)船進(jìn)行流速測(cè)驗(yàn)的斷面，可以考慮采用無(wú)人直升機(jī)攜帶電波(雷達(dá))流速儀進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)的方式。
2無(wú)人直升機(jī)應(yīng)急測(cè)流系統(tǒng)方案
2.1測(cè)流方案描述
(1)無(wú)人機(jī)測(cè)流系統(tǒng)主要作為野外應(yīng)急條件下的自然河道斷面水文測(cè)流解決方案，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需輔助的水文固定設(shè)施(見(jiàn)圖1);
(2)系統(tǒng)由越野巡測(cè)車為機(jī)動(dòng)主體，車載1～2架水文無(wú)人直升機(jī)，無(wú)人直升機(jī)地面控制站通訊和計(jì)算機(jī)設(shè)備一體化集成在巡測(cè)車中，機(jī)上搭載雷達(dá)測(cè)流儀器、視頻監(jiān)控、通訊、導(dǎo)航和電源設(shè)備。無(wú)人直升機(jī)為可拆卸組裝結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)需要2人操作，1人控制地面站計(jì)算機(jī)，進(jìn)行飛機(jī)航跡控制和水文測(cè)流作業(yè)操作，另1人負(fù)責(zé)野外現(xiàn)場(chǎng)放飛和回收飛機(jī);
(3)在需要施測(cè)的河道斷面附近，停車組裝無(wú)人直升機(jī)設(shè)備，釋放無(wú)人直升機(jī)完成自動(dòng)測(cè)流任務(wù)。飛機(jī)按照遙控或設(shè)定的航跡穿越河道斷面，可以按照設(shè)定的5～50m間距點(diǎn)懸停，懸停高度10～30m設(shè)置，實(shí)施雷達(dá)流速儀測(cè)量(見(jiàn)圖2);
(4)在水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)條件下，如果由于道路不通人員到不了現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)人直升機(jī)操控人員有可能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不通視，系統(tǒng)支持2種工作模式：①遙控飛行模式：由操作員通過(guò)地面控制站的監(jiān)視器屏幕，遙控飛機(jī)起飛、降落和視頻導(dǎo)航飛行，完成懸停和測(cè)流任務(wù);②自動(dòng)飛行模式：在通視性好的測(cè)流斷面，操作員通過(guò)地面控制站的計(jì)算機(jī)為無(wú)人直升機(jī)設(shè)置飛行航跡，懸停測(cè)流點(diǎn)等參數(shù)，無(wú)人直升機(jī)的起降和航跡控制，均由機(jī)載計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)，機(jī)載計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)完成測(cè)流飛行任務(wù);
(5)測(cè)流過(guò)程：①無(wú)人直升機(jī)測(cè)飛行軌跡、視頻圖像及懸停點(diǎn)測(cè)流數(shù)據(jù)均通過(guò)無(wú)線鏈路傳送回地面控制站計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)處理和存儲(chǔ)，斷面流量由水文測(cè)流軟件根據(jù)斷面的表面流速～流量模型關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，輸出;②對(duì)于無(wú)模型的測(cè)流斷面，可以顯示各測(cè)流懸停點(diǎn)表面流速數(shù)據(jù)和分布情況，定性地評(píng)估斷面的流量。
2.2機(jī)載測(cè)流儀器選型
測(cè)流吊艙傳感設(shè)備采用美國(guó)ACI公司S3-SVR型多普勒雷達(dá)波測(cè)速傳感器(見(jiàn)圖3)。無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)提供RS422、RS232等標(biāo)準(zhǔn)接口，通過(guò)軟件優(yōu)化與任務(wù)載荷吊艙連接，實(shí)現(xiàn)與雷達(dá)波測(cè)流傳感吊艙的通訊，將河道斷面流速數(shù)據(jù)通過(guò)機(jī)載數(shù)據(jù)鏈實(shí)時(shí)的傳輸?shù)降孛嬲荆孛嬲居?jì)算機(jī)的應(yīng)用軟件結(jié)合GPS信息，通過(guò)計(jì)算實(shí)現(xiàn)對(duì)斷面流量的集測(cè)、計(jì)算、輸出和管理功能，獲得水面流速和斷面流量。S3-SVR型多普勒雷達(dá)波測(cè)速傳感器主要技術(shù)指標(biāo)：測(cè)速技術(shù)原理：多普勒頻移技術(shù);流速測(cè)量精度：≤±0.03m/s;流速測(cè)量范圍：0.2～18m/s;發(fā)射功率：50mW;微波頻率：Ka波段，34.7GHz;波束寬度：12°;數(shù)據(jù)接口：RS-232，9600bps;工作溫度：-30℃～+70℃;保存溫度：-40℃～+80℃;設(shè)備重量：0.6kg;設(shè)備尺寸：長(zhǎng)度120mm，直徑70mm;適用環(huán)境：全天候，大、中、小以及暴雨天均可正常測(cè)量流速。
3水文無(wú)人直升機(jī)測(cè)流模型的創(chuàng)建
(1)對(duì)廣西需要采用無(wú)人直升機(jī)測(cè)流的水文測(cè)站已有的水文資料進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，尋找不同水位條件下的水面流速沿河寬的分布函數(shù)(可參考流速沿水深的分布函數(shù)為4種：拋物線型、橢圓型、對(duì)數(shù)型和指數(shù)型)，然后從中尋找這些分布函數(shù)與斷面平均流速之間的相關(guān)關(guān)系最好、最穩(wěn)定的位置(可能是斷面上水面流速沿河寬的分布函數(shù)的平均流速，也可能是某幾個(gè)特定位置的水面流速組合，甚至是某一個(gè)特定位置的水面流速)，為流量測(cè)驗(yàn)找到最合適的測(cè)驗(yàn)位置;
(2)根據(jù)測(cè)站已有的多年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析比對(duì)，從中進(jìn)行模擬，選取最合適的分布函數(shù)，從中找到高洪、豐水、平水和枯水期的4種不同水位下建立測(cè)站水面流速沿河寬分布函數(shù)、水面流速與斷面平均流速相關(guān)關(guān)系，并且尋找到這樣的一種方法，可供廣西乃至全國(guó)合適的地區(qū)推廣運(yùn)用;
(3)對(duì)于中小河流沒(méi)有實(shí)測(cè)資料(或者實(shí)測(cè)資料代表性不充分的測(cè)站)需要開(kāi)展上述數(shù)據(jù)的平行施測(cè)工作。
4水文應(yīng)急測(cè)流軟件功能
(1)支持超短波無(wú)線數(shù)據(jù)鏈通訊功能，滿足20km范圍內(nèi)的遙控和視頻傳輸功能;
(2)支持實(shí)時(shí)測(cè)流數(shù)據(jù)的采集、處理和流量計(jì)算;
(3)斷面飛行航跡和測(cè)流懸停點(diǎn)的位置分布和數(shù)據(jù)顯示;
(4)水文測(cè)流報(bào)表和過(guò)程線的顯示。
5水文常規(guī)測(cè)流及應(yīng)急監(jiān)測(cè)無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)選型
滿足非接觸雷達(dá)測(cè)流的無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)需要具備人工操控、增穩(wěn)操控和自主飛行控制3種模式，可實(shí)現(xiàn)人工/自主起降，精確的位置、高度和速度跟蹤控制，任意作業(yè)航跡自動(dòng)規(guī)劃，多機(jī)接力作業(yè)，地面實(shí)時(shí)視頻觀測(cè)，全自動(dòng)智能控制以及自動(dòng)記錄任務(wù)執(zhí)行情況等功能。無(wú)人直升機(jī)平臺(tái)采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)舵機(jī)、碳纖維尾管/槳葉、齒輪、無(wú)人直升機(jī)機(jī)體、計(jì)算機(jī)機(jī)箱等均采用成熟技術(shù)設(shè)計(jì)制造。
6無(wú)人直升機(jī)測(cè)流系統(tǒng)組成
結(jié)合水文監(jiān)測(cè)任務(wù)的特點(diǎn)，水文監(jiān)測(cè)無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)要求技術(shù)成熟，在飛行控制與管理系統(tǒng)、飛機(jī)平臺(tái)、測(cè)控指揮鏈路、任務(wù)載荷、地面保障設(shè)備等方面均要進(jìn)行水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)任務(wù)的適應(yīng)性設(shè)計(jì)與試飛驗(yàn)證。本文介紹由中航工業(yè)西安飛行自動(dòng)控制研究所自行研發(fā)制造的AR200無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)，是擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用型民用無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由地面與空中兩部分組成，地面部分包括地面保障運(yùn)輸車(可以兼容普通越野車)與地面站(飛行指揮中心、水文測(cè)流計(jì)算機(jī))，空中部分主要包括飛機(jī)平臺(tái)、飛行管理系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、任務(wù)載荷系統(tǒng)等部分。系統(tǒng)主要組成如圖4所示。AR200無(wú)人直升機(jī)作業(yè)系統(tǒng)的組成分為以下3個(gè)部分：
(1)飛機(jī)平臺(tái)及任務(wù)載荷：包括無(wú)人直升機(jī)機(jī)架、動(dòng)力部分(含發(fā)動(dòng)機(jī)和啟動(dòng)機(jī))、傳動(dòng)部分(齒輪、皮帶、離合器等)、起落架、槳葉(大槳和尾槳)、旋翼頭、油箱、任務(wù)載荷系統(tǒng)等;
(2)機(jī)載系統(tǒng)：包括供電電源、遙控接收機(jī)和舵機(jī)、GNCC及任務(wù)一體化計(jì)算機(jī)、機(jī)上天線、電纜等;
(3)地面站系統(tǒng)(集成于地面運(yùn)輸車內(nèi))及輔助設(shè)備：包括指揮與控制地面站(綜合遙控遙測(cè)和差分GPS基站功能)、手持遙控器、手持位置測(cè)量設(shè)備、GPS基站天線、地面數(shù)據(jù)鏈天線、以及發(fā)電機(jī)等相關(guān)輔助設(shè)備。AR200無(wú)人直升機(jī)作業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成及拓?fù)鋱D見(jiàn)圖5～8。
7AR200無(wú)人直升機(jī)功能與性能
7.1系統(tǒng)功能
AR200無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)通用化作業(yè)流程見(jiàn)圖9。針對(duì)中小河流水文測(cè)驗(yàn)和應(yīng)急監(jiān)測(cè)任務(wù)，在確定數(shù)字地圖的條件下，可以實(shí)現(xiàn)航線任務(wù)實(shí)時(shí)規(guī)劃。AR200無(wú)人直升機(jī)作業(yè)系統(tǒng)的主要功能如下：
(1)任意地形作業(yè)航跡規(guī)劃;
(2)人工操縱/增穩(wěn)控制/自動(dòng)控制飛行模式切換;
(3)通過(guò)操縱手控制遙控器上的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)三者之間的一鍵切換;
(4)全自動(dòng)控制作業(yè)飛行，無(wú)人直升機(jī)本體對(duì)象不穩(wěn)定，通過(guò)內(nèi)回路的姿態(tài)穩(wěn)定控制和外回路精確制導(dǎo)邏輯，保證無(wú)人直升機(jī)可精確穩(wěn)定跟蹤各類控制指令，實(shí)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程中無(wú)人干預(yù)情況下的全自動(dòng)起飛/著陸、以及航跡的精確跟蹤(亞米級(jí))，并在作業(yè)完成后自動(dòng)返航、或通過(guò)地面站指令實(shí)現(xiàn)“一鍵返航”;
(5)高度通道人工可干預(yù)，在地形起伏較大、規(guī)劃難以補(bǔ)償(受限于地理信息采集點(diǎn)有限)的情況下，可通過(guò)遙控器操縱桿人工干預(yù)補(bǔ)償飛行高度，保證無(wú)人直升機(jī)的安全飛行，這一功能在峽谷、城市作業(yè)時(shí)尤為重要;
(6)地面遙測(cè)遙控，通過(guò)地面站的顯示界面，可在起飛前加載飛行任務(wù)，在飛行中發(fā)送飛行指令并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種飛參數(shù)據(jù)，且具有第一人稱飛行圖像顯示功能，具有友好的人機(jī)界面;
(7)任務(wù)設(shè)備控制，系統(tǒng)故障診斷及處理等。包括任務(wù)載荷、數(shù)據(jù)鏈、GPS、傳感器等機(jī)載設(shè)備故障后的處理模式，以及電、油不足情況下的處理。
7.2主要性能參數(shù)
最大巡航速度：54km/h;作業(yè)巡航速度：36km/h;最大爬升率：2m/s;空機(jī)重量：27kg;最大起飛重量：50kg;最大作業(yè)載重：15kg;飛行時(shí)間：≮60min(可加掛副油箱進(jìn)行擴(kuò)展);工作高度：0～1000m(相對(duì)高度);姿態(tài)(俯仰和橫滾)保持精度：±1.5°;航向給定與保持精度：±3.0°;飛行高度保持精度：±1.5m;地速保持精度：±1.0m/s;位置給定與保持精度：±1.0m;區(qū)域?qū)Ш骄龋?plusmn;1.0m;起飛、著陸和懸停狀態(tài)的最大正側(cè)風(fēng)：5m/s。尺寸(長(zhǎng)×寬×高)：2800mm×780mm×950mm;主旋翼直徑：2350mm;發(fā)動(dòng)機(jī)排量：170cc;發(fā)動(dòng)機(jī)馬力：17hp;計(jì)算機(jī)尺寸：150mm×125mm×85mm;一體化飛行控制與管理系統(tǒng)重量：≤2kg(含電纜);地面指揮與控制站集成于運(yùn)輸車內(nèi)，運(yùn)輸車可選配改裝。
8AR200無(wú)人直升機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)
8.1飛控與管理系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
(1)采用小型傳感器系統(tǒng)，提高任務(wù)可靠性的同時(shí)減少了重量;(2)采用成熟貨架電動(dòng)舵機(jī)，提高舵機(jī)的壽命;(3)通過(guò)內(nèi)置飛行參數(shù)記錄模塊，提高調(diào)整試飛工作效率;(4)包含完善的計(jì)算機(jī)、舵機(jī)的自監(jiān)控措施，保證故障切換的可靠性;(5)緊急情況之下可采取緊急返航或自轉(zhuǎn)下滑策略，最大限度地保證系統(tǒng)安全性;(6)軟件中采取完善的故障處理措施，提高系統(tǒng)安全性。
8.2飛行功能模態(tài)庫(kù)
8.2.1穩(wěn)定飛行控制系統(tǒng)
結(jié)合水文監(jiān)測(cè)任務(wù)的飛行環(huán)境，穩(wěn)定飛行控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下8種穩(wěn)定飛行控制功能：
(1)三軸姿態(tài)保持(ATT)。姿態(tài)保持是最基本的控制模態(tài)，提供無(wú)人直升機(jī)三軸姿態(tài)(俯仰、橫滾與航向)保持功能;
(2)速度給定與保持(VEL)——含縱、橫向速度遙調(diào)功能。速度給定與保持模態(tài)可提供保持投入瞬間的速度值的功能。依據(jù)飛行速度又分為空速保持、地速保持和懸停保持3種�？赏ㄟ^(guò)飛行組合指令的速度給定項(xiàng)來(lái)調(diào)整速度基準(zhǔn);
(3)航向給定與保持(HDG)——含航向遙調(diào)功能。航向給定與保持模態(tài)可提供跟蹤并保持飛行組合指令給出的航向給定值的功能。由滾轉(zhuǎn)通道和航向通道協(xié)調(diào)進(jìn)行控制;
(4)高度給定與保持(ALT)——含高度遙調(diào)功能。高度給定與保持模態(tài)可提供保持投入瞬間的高度值的功能。依據(jù)當(dāng)前高度又分為氣壓高度給定與保持和無(wú)線電高度給定與保持兩種工作方式。可通過(guò)飛行組合指令中的高度給定值來(lái)調(diào)整高度基準(zhǔn);
(5)自動(dòng)區(qū)域?qū)Ш?NAV)。自動(dòng)區(qū)域?qū)Ш侥B(tài)依據(jù)預(yù)先裝訂的航路信息及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的飛行狀態(tài)信息所計(jì)算生成航向?qū)б噶羁刂茻o(wú)人直升機(jī)完成沿設(shè)定航路的飛行的功能;
(6)位置給定與保持(PH)——含縱、橫向位置遙調(diào)功能。位置給定與保持模態(tài)可提供保持投入瞬間位置的功能�？赏ㄟ^(guò)飛行組合指令的縱、橫向位置給定項(xiàng)來(lái)調(diào)整位置基準(zhǔn);
(7)自動(dòng)向下過(guò)渡(TDN)。自動(dòng)向下過(guò)渡模態(tài)的功能是使用俯仰及總距通道，使飛機(jī)以預(yù)先編制的程序退出巡航飛行狀態(tài)，逐步調(diào)整到懸停飛行狀態(tài)，即調(diào)整飛行速度由巡航空速至零地速，同時(shí)調(diào)整高度至機(jī)場(chǎng)航路點(diǎn)上方10m(暫定)的高度。當(dāng)?shù)厮傩∮?m/s(暫定)，且高度達(dá)到期望高度后，由制導(dǎo)邏輯確定該模態(tài)是否結(jié)束，并調(diào)用其它模態(tài);
(8)自動(dòng)向上過(guò)渡(TUP)。自動(dòng)向上過(guò)渡模態(tài)的功能是使用俯仰及總距通道，使飛機(jī)以預(yù)先編制的程序退出懸停飛行狀態(tài)，逐步調(diào)整到巡航狀態(tài)，即調(diào)整飛行速度由零地速至巡航空速，同時(shí)調(diào)整高度至應(yīng)飛航路點(diǎn)的高度。當(dāng)空速達(dá)到巡航空速，且高度達(dá)到期望高度后，由制導(dǎo)邏輯確定該模態(tài)是否結(jié)束，并調(diào)用其它模態(tài)。
8.2.2穩(wěn)定飛行控制系統(tǒng)
穩(wěn)定飛行控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下機(jī)動(dòng)軌跡控制功能，各機(jī)動(dòng)軌跡控制功能的作用是提供穩(wěn)定飛行狀態(tài)間的過(guò)渡飛行狀態(tài)的飛行控制。
(1)起飛(TAKEOFF)。起飛用以進(jìn)行直升機(jī)起飛過(guò)程的控制，達(dá)到預(yù)定高度后自動(dòng)轉(zhuǎn)入懸停狀態(tài)的高度保持;
(2)著陸(LAND)。著陸用以進(jìn)行直升機(jī)著陸過(guò)程的控制，到達(dá)地面后該機(jī)自動(dòng)結(jié)束;
(3)加速(ACC)/減速(DEC)。加速/減速用以進(jìn)行直升機(jī)飛行速度的改變;
(4)爬升(CLI)/下降(DES);
(5)盤旋(CIR)。盤旋用以進(jìn)行大速度下直升機(jī)航向的改變;回轉(zhuǎn)用以進(jìn)行懸停狀態(tài)附近的航向改變。
8.3地面控制與指揮使用無(wú)人直升機(jī)面臨的一個(gè)問(wèn)題是任務(wù)區(qū)域的可達(dá)性，AR200設(shè)計(jì)了獨(dú)立的地面指揮與控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)便攜式攜帶，也可以集成于地面運(yùn)輸車(或越野車)內(nèi)實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備的集成化，以便于靈活運(yùn)動(dòng)。地面控制站(GCS)是無(wú)人直升機(jī)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)的重要組成部分，完成對(duì)飛機(jī)、任務(wù)載荷及數(shù)據(jù)鏈的狀態(tài)監(jiān)視和操作控制。地面控制站主要實(shí)現(xiàn)以下的功能：
(1)飛行器飛行狀態(tài)和飛行相關(guān)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和控制;
(2)光電平臺(tái)等任務(wù)設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示;
(3)任務(wù)/航路顯示、規(guī)劃和管理。
9結(jié)語(yǔ)
無(wú)人直升機(jī)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種嶄新的非常規(guī)應(yīng)急測(cè)流技術(shù)方法，無(wú)人直升機(jī)測(cè)流飛行軌跡、視頻圖像及懸停點(diǎn)測(cè)流數(shù)據(jù)均通過(guò)無(wú)線鏈路傳送回地面控制站計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)處理和存儲(chǔ)，斷面流量由水文測(cè)流軟件根據(jù)斷面的表面流速～流量模型關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，輸出。對(duì)于無(wú)模型的測(cè)流斷面，可以顯示各測(cè)流懸停點(diǎn)表面流速數(shù)據(jù)和分布情況，定性地評(píng)估斷面的流量，有著非常廣泛的應(yīng)用前景。凡是需要空中解決方案的地方，都將有無(wú)人機(jī)的一席之地。無(wú)人機(jī)將應(yīng)用在更廣闊的領(lǐng)域。
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