Writedownyourtitleandplanningcontenthere.BUYUNAVIATION第二十四課時植保無人機的施藥-2BUYUNAVIATION一、植保無人機的施藥氣象影響參數(shù)地空因素二、氣象影響參數(shù)氣象學上把表示空氣冷熱程度的物理量稱為空氣溫度，簡稱氣溫氣溫氣象影響參數(shù)在干燥的空氣中，上下100m之間溫差大約為1℃，叫作絕熱溫度的垂直梯度溫度下降較快，就存在一個超絕熱溫度的垂直梯度，大量空氣沉于地面附近，由于太陽輻射變暖而開始上升，并由于比它周圍的空氣熱和輕而繼續(xù)上升氣溫氣象影響參數(shù)空氣的這種對流，造成了大氣的不穩(wěn)定，形成渦流，再加上風速、風向的突變，往往會形成雷雨。在季風條件下，渦流一般發(fā)生在夜間當溫度降至絕熱溫度以下時，上升的空氣被抑制，又使大氣呈穩(wěn)定狀態(tài)氣溫氣象影響參數(shù)當?shù)乇砀浇妮椛錈嵘⑹?，并比它上面的空氣較快變冷時，空氣溫度的增加就會出現(xiàn)逆增溫由熱梯度引起的對流使大量空氣運動，影響了大氣穩(wěn)定判別當時的氣象條件是否屬于逆增溫，可通過測量穩(wěn)定性比值SR來確定：氣溫氣象影響參數(shù)式中，SR為穩(wěn)定性比值；T1，T，為在10m和2.5m高處的溫度，單位為℃；v為5m高處的風速，單位為cm／s穩(wěn)定性比值SR為正時表示逆增溫條件，這種條件適于使用氣霧噴霧，并可在夜間施藥SR=(T2-T1)/V2X10當冷熱空氣強烈混合時，形成負的穩(wěn)定性比值，這時不能實施微量噴霧，會影響噴霧質(zhì)量氣溫氣象影響參數(shù)當穩(wěn)定性比值接近零時，就變得不敏感，溫度垂直梯度正常，空氣混合比較柔和中午11點到下午3點田間小氣候溫度高，作物上下層溫度差為負值，紊流的穩(wěn)定程度為負值，說明紊流十分不穩(wěn)定，不適合施藥氣溫氣象影響參數(shù)上午8時到下午7時水稻田微氣候區(qū)氣象信息圖上午8時到下午7時水稻田微氣候區(qū)素流度圖植保無人機作業(yè)一般采用的是低容量噴霧法，霧滴粒徑較小，氣溫的增加會導致藥液的揮發(fā)、蒸發(fā)速度加快，不僅降低作業(yè)防治效果，還會造成農(nóng)藥隨氣流分散，污染空氣氣溫氣象影響參數(shù)植保無人機作業(yè)時間，應根據(jù)氣溫的變化進行調(diào)整，在光照強烈高溫天氣下，應在上午10點前結(jié)束作業(yè)，下午3點后開始作業(yè)，中午高溫時間段應停止作業(yè)高溫下噴施農(nóng)藥，蒸發(fā)量大，尤其是一些細小的霧滴，由于蒸發(fā)而成為超細霧滴而很難到達植物表面，藥液大量蒸發(fā)散失于空中，從而降低了藥效氣溫氣象影響參數(shù)有些農(nóng)藥在高溫下容易分解，有些晝伏夜出的害蟲，白天高溫時潛伏在土層中電動植保無人機，還需關(guān)注低溫時電池的使用要求，鋰聚合物電池最佳工作溫度是20～30℃濕度、降雨、霧和露水主要影響藥液的蒸發(fā)濕度、降雨、霧和露水氣象影響參數(shù)當藥液從噴嘴呈小霧滴狀態(tài)噴出時，它與空氣接觸的表面積會大大增加，特別是當霧滴直徑小于50μm時單位體積的液體分裂成霧滴時，霧滴直徑與表面積之間的關(guān)系霧滴表面上任何揮發(fā)性的液體都會揮發(fā)，而當霧滴處于濕度飽和的空氣中時，它的蒸發(fā)速度會大幅減慢濕度、降雨、霧和露水氣象影響參數(shù)霧滴中非揮發(fā)成分濃度的變化，可使溶劑的氣壓發(fā)生變化。藥液的主要稀釋劑水和用于乳油的許多其他有機溶劑都會因其揮發(fā)而損失式中，d為霧滴直徑，單位為μm；ΔT為干濕溫度計的溫度差，單位為℃T=d2/ΔT阿姆斯登利用下式計算水滴的存在時間（以秒計）：如果一個非揮發(fā)性物質(zhì)或一個粒子的氣霧霧滴在20℃和80％的相對濕度條件下，即使是水基噴施液的小霧滴也會很快減小濕度、降雨、霧和露水氣象影響參數(shù)不同溫度、濕度條件下，霧滴在靜止的空氣中下降存在時間霧滴直徑與表面積之間的關(guān)系溫濕度對航空噴施影響很大，特別是對于低容量噴霧，相對濕度和溫度是主要影響因素濕度、降雨、霧和露水氣象影響參數(shù)降雨是大田噴施農(nóng)藥的重要制約因素在植物上噴施農(nóng)藥后，一旦下雨，雨量小時可使藥液濃度降低，從而降低藥效；雨量大時則會將農(nóng)藥從植物上沖刷下來，使農(nóng)藥完全不起作用，或只有很小的作用降雨可將藥液從雜草葉面沖刷掉，因此作業(yè)前要熟讀各種苗后除草劑說明書，了解各種除草劑施藥與降雨間隔時間，并要了解天氣預報，以便確定是否作業(yè)濕度、降雨、霧和露水氣象影響參數(shù)露水或濃霧天氣時，親水性植物的葉片在噴施農(nóng)藥前已被露水濕潤，此時噴施農(nóng)藥往往會降低藥液濃度而影響藥效在濃霧條件下，能見度差，作業(yè)困難，不宜噴施農(nóng)藥研究發(fā)現(xiàn)，一定的自然風速更有利于提高霧滴的沉積效率，因此建議在輕風條件下噴霧作業(yè)，1～4m／s的風速有利于霧滴在靶標物上的沉積自然風速氣象影響參數(shù)用地面機械在風速不適合時噴施除草劑，非常容易引起鄰近的作物藥害，導致鄰里糾紛風向影響植保無人機飛行姿態(tài)、施藥航線的設(shè)計，是施藥技術(shù)參數(shù)設(shè)計的重要影響因素風向氣象影響參數(shù)逆風飛行將降低植保無人機的飛行速度，而順風飛行恰恰相反，較大的側(cè)風會造成植保無人機的降落困難或者引起側(cè)翻，降落時應注意風的方向當風速較大時，應盡量避免飛到下風向較遠距離施藥時，飛行方向與風向應垂直或不小于45°夾角，操作者應在上風向，避免操作人員吸入有毒藥霧風向氣象影響參數(shù)飛防人員站位示意圖氣流在中高空相對比較穩(wěn)定，在低空領(lǐng)域，由于建筑、樹木、地形起伏的存在，氣流在流經(jīng)這些區(qū)域時，方向會迅速發(fā)生變化亂流氣象影響參數(shù)風流經(jīng)樹木地形時風向發(fā)生亂流氣流方向不定，會對植保無人機的狀態(tài)造成一定的影響植保無人機的飛行高度低于50m，這個高度恰恰是“風切變”的多發(fā)區(qū)，導致植保無人機嚴重偏航及穩(wěn)定性降低風切變氣象影響參數(shù)低空風切變風切變：風速矢量或其分量沿垂直方向或某一水平方向的變化。風切變是向量值，它反映了所研究的兩點之間風速和風向的變化在航空氣象學中，低空風切變通常是指近地600m高度以下的風切變低空風切變風切變氣象影響參數(shù)低空風切變的形成需要一定的天氣背景和環(huán)境條件雷暴、積雨云、龍卷風等天氣有較強的對流，能形成強烈的垂直風切變強下?lián)舯┝鞯竭_地面后向四周擴散的陣風，能形成強烈的水平風切變鋒面兩側(cè)氣象要素差異大，容易產(chǎn)生較強的風切變對植保無人機的飛行影響風切變氣象影響參數(shù)低空風切變對植保無人機的飛行有很大的影響，嚴重時甚至可能引發(fā)事故，這種影響的程度取決于風切變的強度和植保無人機的高度順風切變對植保無人機的影響：飛機飛行過程中進入順風切變區(qū)時順風切變使植保無人機順著風向進行飄移，在有GPS定位設(shè)備的情況下，多旋翼將部分動力用于抵抗風速，這時應根據(jù)飛行方向做適度油門調(diào)整對植保無人機的飛行影響風切變氣象影響參數(shù)逆風切變時對飛行的影響。植保無人機進入逆風切變區(qū)時，應注意植保無人機飛行距離，飛行距離切勿過遠側(cè)風切變對著陸的影響：側(cè)風切變會使植保無人機產(chǎn)生側(cè)向飄移，使飛行軌跡發(fā)生變化垂直風切變對著陸的影響：當植保無人機在著陸過程中遇到升降氣流時，應注意控制油門桿量，保持勻速下降，注意上升下降氣流對植保無人機降落速度的影響地空因素地空因素樹木與建筑在實際的植保無人機作業(yè)過程中，碰撞樹木和建筑是導致機器損壞的一個重要因素。由于人的視野受限，在沒有助手的情況下，植保無人機有可能與建筑或樹木發(fā)生碰撞常見的處理方法：盡量站在樹木一側(cè)進行起飛；不能在樹木一側(cè)起飛的情況下，在飛行終點安排人員進行觀察，使植保無人機始終與障礙物保持安全距離，剩余未作業(yè)的區(qū)域最后再進行橫向掃邊近地面因素地空因素電線、斜拉索及電線桿密集的電線、斜拉索及電線桿是影響植保無人機作業(yè)安全的另一重要因素。在作業(yè)前一定要對作業(yè)環(huán)境中存在的電線、斜拉索及電線桿仔細觀察，了解其所在位置，作業(yè)時及時避讓高壓線，一定要保持安全距離，避免由于電磁干擾造成墜機或引起電擊事故近地面因素地空因素地形起伏影響植保無人機的實際高度，飛行前應觀察地形的變化近地面因素實際的農(nóng)田作業(yè)過程中，會遇到各種各樣的地形，引起植保無人機高度變化，造成碰撞引起墜機，在施藥過程中需要注意地空因素鄰近地塊作業(yè)前需了解鄰近地塊的種植、養(yǎng)殖情況，如噴施藥物有可能對臨近地塊的魚塘、養(yǎng)殖場、種植作物產(chǎn)生危害時，則一定不要盲目作業(yè)或者在風向改變后進行作業(yè)近地面因素在進行飛行控制時，植保無人機需外部的地球磁場信號以及全球定位系統(tǒng)導航信號因素氣象影響參數(shù)植保無人機的遙控控制、圖傳信號的回傳需要通過鏈路系統(tǒng)傳輸影響磁羅盤信號的因素多旋翼植保無人機的磁羅盤是磁敏電阻，由特殊半導體制成，作用是對陀螺儀進行修正飛控IMU內(nèi)有三軸陀螺儀，通過陀螺儀的積分可以得到角度，陀螺儀隨著通電時間的增加，飄移也會增加信號因素氣象影響參數(shù)影響磁羅盤信號的因素磁羅盤對磁場變化和慣性力敏感，對陀螺儀的偏差進行修正如果磁羅盤受到干擾，就會給飛控提供錯誤的數(shù)據(jù)，與飛控計算出的方向角偏離超過一定比例時，會造成導航算法補償過量，造成飛機突然失控向一個方向飛去磁羅盤信號干擾最大因素是飛行環(huán)境地面或建筑含有鐵磁性物質(zhì)，磁場信號強度遠大于地球磁場信號，導致植保無人機的磁羅盤受到干擾而數(shù)據(jù)錯誤信號因素氣象影響參數(shù)就可能出現(xiàn)的因素進行分析避免在磁性較強的區(qū)域進行飛行校準磁羅盤：多旋翼植保無人機閑置時間過長時，磁羅盤信號可能產(chǎn)生飄移，，應重新校準磁羅盤信號因素氣象影響參數(shù)磁羅盤校準的注意事項手機、鑰匙等物體屬于磁鐵性物質(zhì)，校準磁羅盤時不應攜帶地點選擇：由于受建筑的影響，室內(nèi)與室外實際的地磁信號稍有區(qū)別，在室外進行飛行時應重新進行校準信號因素氣象影響參數(shù)影響GPS信號的因素GPS信號原理：接收機接收多顆衛(wèi)星發(fā)射的GPS信號并進行計算，在一定范圍內(nèi)，接收到的衛(wèi)星數(shù)量越多，其導航的精度也越高如果飛行區(qū)域建筑眾多或者地形凹陷，會影響GPS信號的接收，導致能夠接收的衛(wèi)星數(shù)量過少信號因素氣象影響參數(shù)影響GPS信號的因素高層建筑群中，植保無人機的GPS信號大部分被遮擋，只能接收到植保無人機正上方的少量衛(wèi)星信號植保無人機在峽谷或者類似地形時，衛(wèi)星信號也同樣有部分被遮擋信號因素氣象影響參數(shù)影響GPS信號的因素只有當植保無人機處在沒有高大建筑或平地時其信號才達到最佳信號因素氣象影響參數(shù)地面人員對植保無人機的控制來源于控制信號通信鏈路，一旦通信鏈路中斷或者超出遙控距離，植保無人機將進入失控狀態(tài)。此處對遙控控制信號進行分析，確定哪些因素會影響控制信號通信鏈路遙控距離：如果植保無人機已經(jīng)超出遙控設(shè)備的有效距離，就接收不到來自于遙控設(shè)備的控制信號，這種情況被稱為失控影響GPS信號的因素信號因素氣象影響參數(shù)遮擋物：在操縱者與植保無人機之間存在著的明顯遮擋物對飛行的影響：遮擋視線使人無法看清植保無人機的狀態(tài)及姿態(tài)影響無線控制信號的傳輸影響GPS信號的因素信號因素氣象影響參數(shù)同頻信號干擾植保無人機的圖像傳輸以及遙控控制，主要通過無線信道進行。若其正在使用的頻段受到其他信號，例如WiFi、發(fā)射塔、電臺等信號干擾，其傳輸效果將變差甚至中斷，從而影響操作者的判斷，嚴重影響飛行安全信號因素氣象影響參數(shù)同頻信號干擾