中國電科院有構建復雜環(huán)境下的無人機作業(yè)性能檢測體系

　　在7級大風模擬條件下，研究人員操作無人機起飛，無人機飛抵作業(yè)點后執(zhí)行懸停任務。通過檢測后臺，他們實時觀察無人機的位置變化，記錄無人機懸停點經度和緯度。他們是中國電力科學研究院有限公司北斗無人機檢測項目組成員，在檢測這臺搭載北斗定位模塊的無人機綜合性能，評估無人機的定位精準度、環(huán)境適應性、海拔適應性等。

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

　　研制抗干擾測試樣機，檢測導航定位精準度

　　精準定位是無人機執(zhí)行電力作業(yè)的基礎保障。當無人機處在有遮擋、強電磁等環(huán)境中，導航接收機會受到噪聲干擾，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改進無人機導航接收機，進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人機測試樣機。

　　隨后，項目組成員用衛(wèi)星導航模擬系統(tǒng)開展無人機定位測試，基于北斗衛(wèi)星頻點，研究分析無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。

無人機電磁兼容試驗現(xiàn)場。

　　“北斗三號已完成組網，現(xiàn)有五個接收頻點，每個頻點可以理解為傳輸飛行器經緯度信息的通道。我們在實驗室測試環(huán)節(jié)，通過衛(wèi)星信號模擬器生成靜態(tài)、動態(tài)下的北斗導航模擬信號，并向屏蔽暗箱中的無人機發(fā)射信號，采集機載北斗模組的定位數(shù)據流，分析其定位性能。”項目組成員靳文鑫介紹。

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

　　“在實驗室和飛行線路兩個環(huán)節(jié)測試中，應用北斗高精度定位技術的無人機定位及導航精準度較高，能高質量完成電力巡檢等作業(yè)。”靳文鑫說，改進后的樣機檢測結果也為電力無人機性能優(yōu)化提供了參考。

　　搭建復雜測試環(huán)境，科學驗證適應性能

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

　　輸電線路跨越高山峻嶺，沿途環(huán)境多變，電力無人機作業(yè)現(xiàn)場地理和氣候環(huán)境復雜。當前的電力作業(yè)無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熱自燃，低溫環(huán)境會影響鋰電池放電性能，高海拔會導致旋翼氣動效率下降……這些環(huán)境因素都是影響無人機作業(yè)性能的客觀條件。

　　項目組參照行業(yè)標準，研制了電力無人機作業(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、試驗時間等參數(shù)，依次開展了低溫、高熱高濕、高海拔等復雜環(huán)境下的試驗，全面驗證國家電網有限公司當前應用的搭載北斗定位模塊的無人機環(huán)境適應性能。”項目組成員、高級工程師胡霽說。

項目組成員開展無人機抗風性能測試。

　　為了進一步驗證無人機的飛行和懸停性能，項目組還開展了抗風試驗場測試，依托公司特高壓直流試驗基地設計多向自然風抗風試驗場，安裝數(shù)字測量系統(tǒng)，實現(xiàn)高精度的無人機飛行軌跡及抗風懸停瞬時姿態(tài)觀瞄解算，科學評估無人機自主巡檢作業(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型號無人機性能綜合檢測。按照《北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)電力通用接收機》《架空電力線路多旋翼無人機巡檢系統(tǒng)》等相關標準要求，此次檢測涉及33個指標。

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

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

　　目前，公司在運架空輸電線路長度超過120萬千米。無人機作業(yè)涉及基建、安監(jiān)、運維、應急響應等業(yè)務場景。項目組聚焦北斗衛(wèi)星導航定位對電力無人機作業(yè)的影響，設計了衛(wèi)星信號循環(huán)播發(fā)、衛(wèi)星捕獲跟蹤能力、定位精度等9項北斗衛(wèi)星導航功能試驗指標;聚焦電力場景無人機自主作業(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項關鍵檢測指標?；谶@些指標，該項目組構建了復雜環(huán)境下的無人機作業(yè)性能檢測體系。

　　在檢測結果認證上，項目組實施北斗模塊與無人機性能檢測“雙報告、雙認可”，不僅對北斗模組的性能開展檢測認證，還驗證了北斗模組與無人機其他模組間的配合效果，進一步增強檢測結果的權威性和公信力。

　　(中國電科院供圖)