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无人机载电磁环境监测系统
Overview:

OS-2型无人机载电磁环境监测系统,将电磁场强仪、天线及选频仪搭载在无人机上面,利用无人机搭载升空,按照设定的轨迹及航点飞行依次到达空中各个指定位置,对电磁发射设施及环境的空间电磁场进行测量,监测数据、位置信息实时无线传输到无人机电磁环境监测地面站,地面站能够实时基于地图展示监测点位、频谱及监测数据,存储数据,完成常规仪器无法完成的空中电磁环境监测任务。主要应用于移动通信基站、中短波天线、广播电视发射塔、雷达、卫星地面站及输变电工程的空间电磁环境的测量,并可用于大型天线场型和方向图的测量,根据监测数据绘制天线发射方向图。相对于常规的地面电磁辐射监测,无人机载电磁环境监测系统不受布点条件的影响,可以对空间中任意点位的电磁场进行测量,布点方便,测量快速,可以按照预定的程序自动飞行、悬停及监测,记录数据。

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IntroductionApplicationPerformanceFeaturesParameterOrderingCase

OS-2型无人机载电磁环境监测系统,将电磁场强仪、天线及选频仪搭载在无人机上面,利用无人机搭载升空,按照设定的轨迹及航点飞行依次到达空中各个指定位置,对电磁发射设施及环境的空间电磁场进行测量,监测数据、位置信息实时无线传输到无人机电磁环境监测地面站,地面站能够实时基于地图展示监测点位、频谱及监测数据,存储数据,完成常规仪器无法完成的空中电磁环境监测任务。主要应用于移动通信基站、中短波天线、广播电视发射塔、雷达、卫星地面站及输变电工程的空间电磁环境的测量,并可用于大型天线场型和方向图的测量,根据监测数据绘制天线发射方向图。相对于常规的地面电磁辐射监测,无人机载电磁环境监测系统不受布点条件的影响,可以对空间中任意点位的电磁场进行测量,布点方便,测量快速,可以按照预定的程序自动飞行、悬停及监测,记录数据。

系统由OS-2一体化电磁场监测无人机、机载电磁场探头、无人机遥控器、无人机载辐射环境监测软件组成,可根据需要选配RTK差分定位系统。

开发了工频无人机、射频宽带无人机、中短波选频无人机和射频选频无人机等4款产品。满足交流输变电工程、中短波天线、广播电视、移动通信基站及雷达等监测应用需求。


OS-2无人机载电磁环境监测系统支持搭载射频宽带电场探头、工频电磁场探头、中短波电磁场选频探头和射频电磁场选频探头,具有体积小、重量轻、携带方便、易操作、抗电磁干扰、精准定位、可程控飞行等特点,是进行空间电磁环境测试及天线场型测试的解决方案。

l  空间电磁辐射及电磁环境质量监测

l  空间频谱场强监测,覆盖频率范围9kHz~6GHz,可扩展至9.5GHz。

l  广播、电视、雷达、基站等的天线场型和天线方向图测试

l  中短波广播、FM广播、电视信号塔及移动通信基站的电磁辐射空间分布检测

l  雷达、导航台、卫星地球站、军用舰艇、通信台站等电磁辐射及电磁环境空间检测

l  交流输变电工程空间电磁环境监测


l  轻量级小型化设计

整机质量低于中国民用航空局飞行标准III类无人机规定,无需考取无人机驾驶执照,机身可折叠,携带方便、飞行安全。

l  负载标准化设计

机载探头通过大疆标准负载接口skyport接入无人机,安装简单可靠,拥有无人机操作经验即可轻松使用。

l  电磁辐射抗干扰技术

OS-2专门针对电磁环境监测应用场景设计,可在复杂电磁环境作业。通过GB/T17626.3的X级射频电磁场辐射抗扰度试验(证书编号:XDdj2017-3548)。

l  一体化校准

电磁场探头专门针对无人机搭载应用设计,并在森馥电磁校准实验室进行一体化校准。通过中国计量院的计量测试(证书编号:XDdj2017-3548)。

l  频谱分析

支持搭载选频仪模块及三轴全向天线,进行实时空间频谱场强监测并可进行选频监测。

l  运营商数据

支持列表模式显示、存储几大运营商及设定频段的监测数据,也可分别显示各个运营商2G、3G、4G、5G细分频段的监测数据。

l  多元化数据

同步采集视频图像、空间位置、运动速度、实时时间。无人机状态信息地面软件系统同步显示(机载电池电量、GPS信号强度、当前工作状态信息)

l  一键数据筛选

一键实现数据数据筛选,对每个测量点位数据进行平均计算。

l  全自动任务模式

定点环绕监测、垂直分布监测、水平距离衰减监测、航线规划监测等多种自动任务模式,更智能、更精确、操作更简单。无须手动飞控,使无人机飞行监测变得方便可靠。

l  厘米级定位精度

OS-2支持RTK差分定位系统和视觉定位,垂直:视觉定位±0.1m,RTK定位 ±0.1m;水平: 视觉定位±0.3m,RTK定位±0.1m

l  工业级无人机

OS-2采用工业级机身设计,IP45防护等级(相关证书可到大疆官网查看),具有更高的环境耐受性。

l  避障系统

OS-2无人机集成了六向视觉、红外避障系统,提高飞行安全性。

l  高清图传系统

可搭载光学相机、光学变焦相机、红外热成像相机,同时满足监测巡检等任务。

l  灵活的地图应用

地图实时显示无人机位置、设定轨迹、监测数据地图实时显示;可导入航线进行例行巡检。

l  无人机监测培训

提供无人机电磁环境监测培训,包括基础知识、无人机飞行电磁环境监测培训。针对特殊的监测任务,可派人现场指导或监测。

l  定点环绕监测

对移动通信基站、中波广播、短波广播、FM广播、电视信号塔、雷达等电磁辐射源的空间电磁环境监测,围绕电磁辐射源信号塔的空间布点进行监测,获取电磁辐射源的在特定高度平面上,特定距离上各个不同方向上的电磁辐射水平。设定绕飞的环绕点、绕飞半径、飞行高度、监测的点位数、悬停监测的时间,可自动计算飞行的轨迹以及监测程序。

l  垂直高度分布监测

用于监测辐射源周边电磁环境,按照指定点位高度、高度间隔飞行监测。

l  天线场型监测

可以通过简单设置测量天线在特定方位角上的垂直面场型或特定仰角上的水平面场型。




无人机监测系统

技术参数

无人机载辐射环境监测系统软件

无人机状态

设备连接状态、探头型号、定位信息、遥控信号、图传信号、电池电量等

监测数据

实时显示,选频探头可现实实时频谱

视频

无人机摄像头实时视频

飞行监控

地图显示规划航线、飞行轨迹,飞行过程监控

监测数据显示

实时数据显示,数据库列表显示

监测模式

支持定点环绕监测、垂直空间监测、水平距离衰减监测及天线场型测量等

飞行监测任务

支持各种监测模式的飞行监测任务的参数设置、存储、导入等

数据查询下载

支持实时监测数据存储,历史数据查询

数据导出

数据可导出为excel表格

自动飞行

一键启动,无人机自动监测任务流程

操作系统平台

Android

天线仿真(选配)

支持常见的中波天线、短波天线、调频天线的天线方向图仿真

天线方向图绘制(选配 )

支持三维、水平、垂直天线方向图绘制,实测与仿真天线方向图对比


MATRICE无人机

无人机

(标配)大疆MATRICE系列无人机,4旋翼

(以下无人机参数以大疆官方发布为准)

电机

对称电机轴距895mm

载重能力

2.7kg

******起飞重量

9kg

飞行时间

载重不小于35min,空载不小于55min

悬停精度

垂直:视觉定位±0.1m,RTK定位 ±0.1m

水平: 视觉定位±0.3m,RTK定位 ±0.1m

抗风性

不小于15m/s(7级风)

防护等级

IP45

飞控数传工作频率

支持2.4GHz频段和5.8GHz频段

视觉系统

障碍物感知范围:前后左右0.7m-40m;上下0.6m-30m

红外感知系统

障碍物感知范围:0.1m-8m

FPV摄像头

分辨率960p,帧率30fps

供电

无人机专用动力电池,5935mAh,52.8V,274Wh,两只

云台

可选,支持下置单云台、上置单云台、下置双云台、下置单云台+上置单云台、下置双云台+上置单云台

相机

支持云台搭载相机实时视频、图片采集及传输

遥控器

配套遥控器C1,手动遥控飞行

视频监控

实时图像回传地面监控站并显示,支持照片拍摄,清晰度不低于1080P

飞行控制

支持手控以及程控自动飞行控制

飞行高度

******支持7000米,建议低于120m

飞控数传通信距离

工作频率2.4GHz频段和5.8GHz频段,与无人机配套,******信号有效距离:8km

智能电池箱

输入电压 100-120 VAC,50-60 Hz / 220-240 VAC,50-60 Hz;

******输入功率1070 W;输出功率100-120 V:750 W/220-240 V:992 W

上下补光灯

有效照明距离5m

飞控支持平台

Android

定位

GPS+北斗定位

工作环境温度

-20℃ 至 40℃

工频电磁场探头UAV-LF-01

频率范围

50Hz点频测量

与无人机接口

云台,适配大疆skyport接口

传感器类型

三轴全向,电场平板电容,磁场线圈,电磁场一体探头

量程

电场:0.1V/m~100kV/m;  磁场:20nT~1mT

各向同性

±0.5dB

线性误差

±0.5dB

频率响应

±0.5dB@(50Hz~2kHz)

分辨率

电场0.1V/m;磁场1nT

******过载

电场120kV/m;磁场12mT

射频电场探头UAV-RF-06

频率范围

30MHz-6GHz

与无人机接口

云台,适配大疆skyport接口

传感器类型

三轴全向,电场,偶极子

量程

0.2V/m~680V/m

各向同性

±0.8dB(100kHz~5GHz)

±1dB(5GHz~6GHz)

线性误差

≤±1dB

典型频响

±1.2dB(800MHz3GHz)

±2.8dB(100kHz800MHz,3GHz6GHz)

射频电场探头UAV-RF-18

频率范围

300MHz-18GHz(可选200MHz~40GHz)

与无人机接口

云台,适配大疆skyport接口

传感器类型

三轴全向,电场,偶极子

量程

0.6V/m~800V/m

各向同性

±0.8dB(≤4.2GHz);

±1dB(4.2GHz12GHz);±2dB(>12GHz)

线性误差

±0.8dB(2 V/m400V/m);

典型频响

±1.5dB(700MHz4.2GHz);

±2.8dB(4.2GHz12GHz);±3dB(其他频段)

机载频谱UAV-OS-4

频率范围

9kHz-6GHz(可选9kHz~9.5GHz)

与无人机接口

云台,适配大疆skyport接口

分辨率带宽

10Hz~1MHz

采集速率

支持每秒1次,三轴全向全频段测量

测量电平

显示平均噪声(DNAL)~+20dBm

选频测量

支持对指定频段进行测量,可设置频率范围

测量模式

频谱分析模式、选频测量模式

积分功能

支持对任意频段进行积分得到选频场强

选频电场天线UAV-SRF-06

频率范围

30MHz-6GHz

适配主机

机载频谱仪UAV-OS-4

传感器类型

三轴全向,电场,偶极子

量程

1mV/m~300V/m

各向同性

<1.5dB

线性误差

≤±0.8dB

典型频响

≤±1.5dB(700MHz~5GHz)

≤±2.0dB(30MHz~700MHz,5GHz~6GHz)

动态范围

>60dB

选频磁场天线UAV-SRF-01

频率范围

100kHz-300MHz

适配主机

机载频谱仪UAV-OS-4

传感器类型

三轴全向,磁场线圈

量程

0.1mA/m1A/m(<500kHz)、0.01mA/m~600mA/m(≥500kHz)

各向同性

≤1.5dB

线性误差

≤±0.8dB

典型频响

≤±1.0dB

动态范围

60dB

中短波选频探头UAV-LF-30

频率范围

9kHz-30MHz

与无人机接口

云台,适配大疆skyport接口

传感器类型

电场平板、磁场线圈、三轴全向

量程

电场:0.05V/m~300V/m,磁场:1mA/m~10A/m(@≥300kHz)

各向同性

≤1dB

线性误差

≤±0.8dB

典型频响

≤±1.0dB

选频测量

支持FFT频谱分析,选频场强



产品配置:OS-2-LF-01一体化工频无人机电磁辐射监测系统

名称

配置

备注

无人机

MATRICE无人机,含遥控器,动力电池,硬质箱、充电箱等

无人机型号配置依大疆最新发布,可能会有变化,请咨询

机载工频探头

UAV-LF-01,含出厂校准证书

系统软件

无人机载辐射环境监测系统(简称:STT UAV)V1.0

平板电脑

UAV-PAD,Android系统

RTK差分定位系统

D-RTK 2差分定位系统,含铝合金三脚架

选配

机载云台相机


选配


产品配置:OS-2-RF-06一体化射频无人机电磁辐射监测系统

名称

配置

备注

无人机

MATRICE无人机,含遥控器,动力电池,硬质箱、充电箱等

无人机型号配置依照大疆最新发布可能会有变化,请咨询

射频电场探头

UAV-RF-06,含出厂校准证书

系统软件

无人机载辐射环境监测系统(简称:STT UAV)V1.0

平板电脑

UAV-PAD,Android系统

RTK差分定位系统

D-RTK 2差分定位系统,含铝合金三脚架

选配

机载云台相机


选配


产品配置:OS-2-SRF-06一体化选频无人机电磁辐射监测系统

名称

配置

备注

无人机

MATRICE无人机,含遥控器,动力电池,硬质箱、充电箱等

无人机型号配置依照大疆最新发布可能会有变化,请咨询

机载选频电场天线

UAV-SRF-06,含出厂校准证书

系统软件

无人机载辐射环境监测系统(简称:STT UAV)V1.0

平板电脑

UAV-PAD,Android系统

机载频谱仪

UAV-OS-4


RTK差分定位系统

D-RTK 2差分定位系统,含铝合金三脚架

选配

机载云台相机


选配


产品配置:OS-2-LF-30一体化中短波选频无人机电磁辐射监测系统

名称

配置

备注

无人机

MATRICE无人机,含遥控器,动力电池,硬质箱、充电箱等

无人机型号配置依照大疆最新发布可能会有变化,请咨询

机载中短波选频探头

UAV-LF-30,含出厂校准证书

系统软件

无人机载辐射环境监测系统(简称:STT UAV)V1.0

平板电脑

UAV-PAD,Android系统

RTK差分定位系统

D-RTK 2差分定位系统,含铝合金三脚架

选配

机载云台相机


选配


基站环境监测、高压输变电线路监测

OS-2无人机载电磁环境监测系统专门针对移动通信基站、广播电视发射塔、输变电工程等电磁环境的空间监测需求所设计,具有体积小、重量轻、携带方便易操作、抗电磁干扰、可程控飞行等特点,系统能够准确的飞到空中测试点位,悬停测量电磁环境。

对于目标应用场景,OS-2平台软件中拥有“定点环绕监测”“垂直分布监测”“水平分布监测”等任务模式,可以对移动通信基站按照固定高度,固定半径进行360度环绕监测,也可按照固定间隔测量垂直高度上的电场分布,以及水平面上按照固定间隔的衰减情况。根据软件设置,无人机自动起飞,按照预设轨迹飞行每个监测点位悬停采集数据,实时传输到地面软件平台,并存储数据。

中波短波天线场型测量

在广播发射传输覆盖领域,短波同相水平天线的发射场型测量一直是一个难点,展开发射场型空间分布测量比较困难,通常采用放气球的方式进行,在实际操作中较为复杂,受风速等气象及气球体积大自身所带电荷等因素影响较多,同时,测量点位多,现场工作量大,难以实施,基于此,通过无人机测量短波同相水平天线的发射场型成为一种相对理想的选择,无人机具有准确定位、空中悬停、路径巡航等特点,可以比较方便地用于短波同相水平天线空间发射场型的测量工作,通过无人机测量系统和合理的现场测量方案有望获得场型理论数据与实际结果的比较,解决好这一领域长期存在的测量难题。

在测量的具体实施过程中,使用OS-2系统采集天线地面投影中心的经纬度,生成在距离投影中心150米(可设定)的天线主向的圆形弧线上的飞行轨迹,无人机自动起飞,按照预设轨迹飞行每个监测点位悬停5s(可设定),采集5组数据,实时传输到地面软件平台,并存储数据。后期对数据进行处理,生成天线的发射方向图。



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