無人機渦動測量系統(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，開路渦動系統(tǒng)，短波和長波輻射計可測定凈輻射、地表溫度和反照率。無人機飛行垂直安裝時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,另外可選配機載高分辨率可見光和紅外視頻和激光測高,同時觀察表面形貌或海洋表面波。飛行海拔較低時可配置GPS進(jìn)行定位，另外可共用無人機上姿態(tài)校準(zhǔn)設(shè)備或單獨搭載姿態(tài)儀校準(zhǔn)設(shè)備。
實例歷程：飛行測試儀器的BAE系統(tǒng)公司的C1無人機在陸地上進(jìn)行了無人機渦動飛行測試。2011年1月麥克米蘭機場(羅伯茨,加州)。同樣的飛行測試儀器的波音Insitu公司“掃描鷹”無人機無人機進(jìn)行水面中心。2012年4月,達(dá)利部門(達(dá)利,維吉尼亞),**個已知的測量水蒸氣,熱,和動量通量是由低空(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
4.操作溫度：-55℃～85℃
5.*A/D 轉(zhuǎn)換位：24位
6.*功耗：休眠時≤1mA；1Hz工作狀態(tài)時≤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.整機運行功率：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.每個傳感器配1個防輻射罩
四分量凈輻射傳感器
1.測量性能
1.1輸出：4個輸出，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)校驗公式：
由于無人機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：
風(fēng)矢量校驗：
優(yōu)良風(fēng)矢量旋轉(zhuǎn)相對風(fēng)校驗：
數(shù)據(jù)對比實驗：
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。
