中國電科院有構建復雜環(huán)境下的無(wú)人機作業(yè)性能檢測體系

　　在7級大風(fēng)模擬條件下，研究人員操作無(wú)人機起飛，無(wú)人機飛抵作業(yè)點(diǎn)后執行懸停任務(wù)。通過(guò)檢測后臺，他們實(shí)時(shí)觀(guān)察無(wú)人機的位置變化，記錄無(wú)人機懸停點(diǎn)經(jīng)度和緯度。他們是中國電力科學(xué)研究院有限公司北斗無(wú)人機檢測項目組成員，在檢測這臺搭載北斗定位模塊的無(wú)人機綜合性能，評估無(wú)人機的定位精準度、環(huán)境適應性、海拔適應性等。

　　隨著(zhù)無(wú)人機飛控技術(shù)迭代升級及北斗高精度定位等技術(shù)的應用，無(wú)人機在電力行業(yè)的應用越來(lái)越廣泛，成為提升電網(wǎng)運維效率、降低人工作業(yè)風(fēng)險等方面不可或缺的工具。今年，為了全面驗證無(wú)人機在電力作業(yè)中的綜合性能，助推電力北斗技術(shù)規?；瘧?，中國電科院成立項目組，構建多維度檢測體系，開(kāi)展復雜環(huán)境下無(wú)人機作業(yè)性能檢測。

　　研制抗干擾測試樣機，檢測導航定位精準度

　　精準定位是無(wú)人機執行電力作業(yè)的基礎保障。當無(wú)人機處在有遮擋、強電磁等環(huán)境中，導航接收機會(huì )受到噪聲干擾，影響接收機的信號捕獲跟蹤性能。今年7月，項目組應用北斗高精度定位技術(shù)改進(jìn)無(wú)人機導航接收機，進(jìn)一步增強其信號捕獲和分析能力。在此基礎上，項目組研制出了具備抗干擾能力的無(wú)人機測試樣機。

　　隨后，項目組成員用衛星導航模擬系統開(kāi)展無(wú)人機定位測試，基于北斗衛星頻點(diǎn)，研究分析無(wú)人機導航接收機定位及信號接收性能，提出導航接收機工作模式校驗方法。

無(wú)人機電磁兼容試驗現場(chǎng)。

　　“北斗三號已完成組網(wǎng)，現有五個(gè)接收頻點(diǎn)，每個(gè)頻點(diǎn)可以理解為傳輸飛行器經(jīng)緯度信息的通道。我們在實(shí)驗室測試環(huán)節，通過(guò)衛星信號模擬器生成靜態(tài)、動(dòng)態(tài)下的北斗導航模擬信號，并向屏蔽暗箱中的無(wú)人機發(fā)射信號，采集機載北斗模組的定位數據流，分析其定位性能。”項目組成員靳文鑫介紹。

　　在無(wú)人機巡檢飛行線(xiàn)路測試中，項目組選定模擬巡檢飛行線(xiàn)路，設置接收頻點(diǎn)，開(kāi)啟定位模式，多次開(kāi)展不同高度的飛行軌跡測試，評估無(wú)人機定位和導航精準度。

　　“在實(shí)驗室和飛行線(xiàn)路兩個(gè)環(huán)節測試中，應用北斗高精度定位技術(shù)的無(wú)人機定位及導航精準度較高，能高質(zhì)量完成電力巡檢等作業(yè)。”靳文鑫說(shuō)，改進(jìn)后的樣機檢測結果也為電力無(wú)人機性能優(yōu)化提供了參考。

　　搭建復雜測試環(huán)境，科學(xué)驗證適應性能

　　一個(gè)體積125立方米的長(cháng)方體，外置可編程控制器，能設定溫度和濕度。這就是電力無(wú)人機全性能檢測的環(huán)境氣候試驗罐。

　　輸電線(xiàn)路跨越高山峻嶺，沿途環(huán)境多變，電力無(wú)人機作業(yè)現場(chǎng)地理和氣候環(huán)境復雜。當前的電力作業(yè)無(wú)人機普遍使用鋰電池供電，高熱高濕環(huán)境可能引發(fā)電氣短路甚至電池過(guò)熱自燃，低溫環(huán)境會(huì )影響鋰電池放電性能，高海拔會(huì )導致旋翼氣動(dòng)效率下降……這些環(huán)境因素都是影響無(wú)人機作業(yè)性能的客觀(guān)條件。

　　項目組參照行業(yè)標準，研制了電力無(wú)人機作業(yè)環(huán)境氣候試驗罐。該試驗罐配置可編程控制器，可以模擬零下40～100攝氏度溫度、0%～100%濕度、0～7000米海拔等環(huán)境氣候條件。

　　“8月20～25日，我們在環(huán)境氣候試驗罐控制端精準設置溫度、濕度、氣壓、試驗時(shí)間等參數，依次開(kāi)展了低溫、高熱高濕、高海拔等復雜環(huán)境下的試驗，全面驗證國家電網(wǎng)有限公司當前應用的搭載北斗定位模塊的無(wú)人機環(huán)境適應性能。”項目組成員、高級工程師胡霽說(shuō)。

項目組成員開(kāi)展無(wú)人機抗風(fēng)性能測試。

　　為了進(jìn)一步驗證無(wú)人機的飛行和懸停性能，項目組還開(kāi)展了抗風(fēng)試驗場(chǎng)測試，依托公司特高壓直流試驗基地設計多向自然風(fēng)抗風(fēng)試驗場(chǎng)，安裝數字測量系統，實(shí)現高精度的無(wú)人機飛行軌跡及抗風(fēng)懸停瞬時(shí)姿態(tài)觀(guān)瞄解算，科學(xué)評估無(wú)人機自主巡檢作業(yè)能力。

　　設計多維度指標，構建全面檢測體系

　　11月，項目組完成了搭載北斗定位模塊的三類(lèi)型號無(wú)人機性能綜合檢測。按照《北斗衛星導航系統電力通用接收機》《架空電力線(xiàn)路多旋翼無(wú)人機巡檢系統》等相關(guān)標準要求，此次檢測涉及33個(gè)指標。

　　項目組負責人邵瑰瑋介紹，此次檢測全面評估無(wú)人機在電力巡檢等場(chǎng)景下的綜合性能，檢測無(wú)人機在各種復雜環(huán)境條件下是否都能穩定、高效地完成任務(wù)。

　　“我們在檢測中注重檢測環(huán)境與真實(shí)環(huán)境的高度吻合，嚴格遵循行業(yè)標準和規范，力求結果客觀(guān)、準確。”邵瑰瑋說(shuō)。

　　目前，公司在運架空輸電線(xiàn)路長(cháng)度超過(guò)120萬(wàn)千米。無(wú)人機作業(yè)涉及基建、安監、運維、應急響應等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。項目組聚焦北斗衛星導航定位對電力無(wú)人機作業(yè)的影響，設計了衛星信號循環(huán)播發(fā)、衛星捕獲跟蹤能力、定位精度等9項北斗衛星導航功能試驗指標;聚焦電力場(chǎng)景無(wú)人機自主作業(yè)性能要求，設計了環(huán)境適應性、海拔適應性、自主精細化巡檢等24項關(guān)鍵檢測指標?；谶@些指標，該項目組構建了復雜環(huán)境下的無(wú)人機作業(yè)性能檢測體系。

　　在檢測結果認證上，項目組實(shí)施北斗模塊與無(wú)人機性能檢測“雙報告、雙認可”，不僅對北斗模組的性能開(kāi)展檢測認證，還驗證了北斗模組與無(wú)人機其他模組間的配合效果，進(jìn)一步增強檢測結果的權威性和公信力。

　　(中國電科院供圖)