JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFINFORMATIONTECHNOLOGYJun.20232023年6月息工程报Vol.38No.3大学学成都3信第38卷第3期文章编号：2096-1618(2023)03-0271-06基于气象无人机观测的测风优化研究凌荣巧，卢会国，蒋娟萍，冯岩莹（成都信息工程大学电子工程学院，四川成都610225）摘要：气象无人机测风主要依托于皮托-静压管法，通过皮托管和静压管的气压差测得空速，通过CGPS等设备测得地速，根据地速、空速和风速的三角矢量关系间接测得空速。现有的测空速模型采用标准大气压下的空气密度，不考虑无人机在飞行时的空气密度，这与标准大气不相符。本文通过2021年12月11日在四川省都江堰市的无人机飞行数据来分析空速和地速的变化。将原始空速和风速与考虑空气密度得到后的修正空速和风速对比发现：在不考虑空气密度的情况下，空速的绝对误差在-1.35~-1.25m/s，相对误差在-6%左右；然而，传递给风速的平均相对误差却达到20%左右，最大达到40%。而引入空气密度可以消除这部分误差，从而提高测风精度。关键词：无人机；皮托-静压管；测风；空气密度中图分类号：TP79文献标志码：Adoi:10.16836/j.cnki.jcuit.2023.03.0040引言实时准确的气象探测资料是开展气象预报预测、防灾减灾、空中任务保障的重要一环[1-2],气象探测资料包括温度、湿度、风向、风速、气压等气象数据，气象数据的采集是气象观测的重要工作[3]。目前，地基观测设备资料的空间性和连续性有很大的不足，在大范围内获取气象要素只能借助探空设备[4-5]。随着航空和电子技术的发展应用，利用无人机测量气象要素的趋势已经越来越明显。无人机能够持续、不间断地进行气象要素采集，具有机动性强、飞行高度高、续航时间长等优点，在气象观测应用领域将得到更多的关注[6]。不过，由于无人机在飞行过程中经常会受到风的影响[7]，使无人机中关于风场参数测定的困难度很大[8],所以如何通过无人机精确地测定风速风向已是目前无人机气象监测领域的重要研发方向[9]。对于空中测风，建立了高空气象探测站，每天早晚两次通过放飞探空气球来获得其他高度层上的风场信息，但是其探空资料十分有限，所以逐渐通过无人机来测风。马舒庆等[10]先后提出了水平空速归零法和解析测风法来测风,屈耀红等[11]在2009年提出了航位推算法。目前常用的测风方法是皮托-静压管法，是澳大利亚气象局DrGregHolland[12]在1992年提出的。针对于皮托-静压管测风法，为进一步提高其精度，减小其空速误差、地速误差、角度误差和探测“...
