程晓:无人机在极地科考中的应用

3sNews2016-06-16 12:12:10

摘要: 极地的无人机体验,是怎样的?

  6月15日,由泰伯主办,以“无处不在的地理信息”为主题的全球地理信息开发者大会2016(World Geospatial Developers Conference 2016,以下简称为“WGDC 2016”)在北京国家会议中心盛大开幕。

  6月16日,轻小型无人机遥感应用高峰论坛暨飞马只能航测系统F1000新品体验会隆重开幕。

程晓:无人机在极地科考中的应用
 

  会上,北京师范大学全球变化与以下是演讲实力地球系统科学研究院院长程晓发表了以“无人机在极地科考中的应用”为主题的精彩演讲。

  程晓:尊敬的各位老师和同学,大家好!我们用无人机在极地科考中的一些应用,我来自这个院的名字比较长,也是遥感专家前任科技部部长徐院士成立的一个学院,致力于全球变化与地球系统研究。在我们这个学院有一支队伍从事极地遥感研究。

  极地遥感做这样遥感的工作,极地的环境是非常恶劣的,尤其做地面和进地面的工作有很多的挑战和困难。我们这个团队最早起源于,我本科是武汉大学毕业,我是在上学的时候去过一次南极参加考察,我后来在中科院读的院士,我从那儿得到第一笔经费,发生于中科院遥感所,我后来调入北京师范大学目前组建了一个比较大的团队,科技日报对我们有一个专门的报道。

  我们做过一些什么?最早期是利用卫星遥感的技术,包括去南极的内陆现场做过一些测量后来我们也做了很多,因为遥感数据来源多,我们做了一些动态变化的检测,包括雪龙号被困我们提供一些信息指导大脱困。我们把一些无人机应用到极地遥感研究里面来。

  用几分钟简单说说南北机科考的情况,南极有四个考察站,长城、中山、泰山、昆仑,另外我们做第五个考察站,我们还有一个黄河站,还有一条船雪龙号,另外一条船还在建造之中,我们终于有了第一架自己的固定翼飞机雪鹰601号去年投入试飞。

  长城站是1985年2月份建成,这是近期拍的一个照片,它地理位置比较外围在南极洲角落的一个岛上面,依托在海边建了一个集装箱的房子这样一个科考站。也是中国南极旅游必去的地方,每隔两到三天有一批祖国来的游客需要接待每年一万多人去南极旅游。

  南极中山站1989年建立的,也是在海边,以孙中山先生命名。这里的景色比长城站更好,纬度比较高,这里的条件比较艰苦,这是卫星的影像图。为什么要建立中山站?对南极内陆进军的一个考察工作,这个PPT展示咱们国家从上个世纪90年代以来向内陆进发的一个发展过程,一辆车拉一个笨重的集装箱,我们有几十个雪橇带十几台车去内陆考察。有了几十年的奋斗,向内进发几十公里建立了一个科考站。

  为了支撑昆仑站的工作我们中途建了泰山站。最近我们做的一个工作就是南极维多利亚区建立第五个科考站。这是雪龙号大家比较知道,它的排水量两个数字,一个是雪龙号21000吨,可以破1.2米厚的冰。这是第一架固定翼飞机雪鹰601号。

  下面讲一下我们利用无人机在南极做的一些工作,这是为了说明南极地区条件非常之恶劣,这是国际上在南北机无人机主要在,上面比较大的那个深蓝色的圈子在那个岛的一些应用南极洲也有一些应用,北京航空航天大学把飞机拉到南极洲在极端环境的测试,不是测绘和遥感。我们第一个是遥感和测绘的工作,有4种机型9个无人机,我们有一个女的博士生,我们有比较多成功的经验。

  左下角就是某江公司的无人机,我们有一个视频为了展示我们在北极拍的比较好的视频,包括最后惊心动魄的那么一瞬间,播放第一个视频。

  这是参加一个北极的旅行船,把这个基音一号并接到飞行站,不知道什么原因这个飞机就失控了。

  不过还好这个飞机掉到这个船的顶上,掉到海里就什么都看不到了。在北极、在极区这样的无人机小的精灵在中山站非法起飞,在极地的磁力线是非常干扰的,需要专业的设计。这个机器带到北极站进行测试,我们的合作伙伴是一个掌握了很多黑科技的一个小作坊的无人机的公司,做的不错,极音一号、二号,我们有了很好极地飞行的经验,一号我们称之为大白,为了拉到站地去用我们花了很大力气,包括箱子60多公斤,我们跟着一个北极的游船公司合作,通过它把它运到了黄河站,通过航空的方式没法到达黄河站,做这个冰川的测量,在这里取得了成功。用了中山站,拉丝曼丘陵的影像,第二个视频是当时工作的一些场景,跟大家分享。遥感无人机首飞南极,飞这个需要比较多的人去支撑,当时很惊险,刚刚是有弹射架的起飞。南极的天非常的蓝,还有南极的印度站,可以看到一个小黑点,这是飞机滑跑降落的一个过程。在南极这种地方只有两种颜色,深色的岩石和白色的雪,这个飞机操控手具有非常好的操控能力。这是旁边队员用手机拍摄的,上了人民日报的头版,这是做出来的三维的DOM,在中山站取的。

  因为第一种机器靠摇动的,对操控非常高,第二款机器是电动的,起飞重量小一些,续航能力还可以,也应用到了北极,在今年1月份在南极的长城站,我作为辅助人员去做了这个支持。这是做的冰川的影像和三维的地形,为什么我们要做无人机?我是2013年9月去北极这个地方,那会儿我们国家已经在这儿做了十年的工作,我看到做冰川测绘的人非常艰苦,每天上午10点钟到了冰川下面一直干到晚上十点,钻空,买GPS测量,老外很佩服我们,说你们很拼,另外一个角度我们为什么不能把先进技术应用上来,我们应用无人机工作效率大幅度提高。

  这是企鹅岛,我们称为中国极地第一个女飞手。图象上有很多黑点,每一个都是企鹅的窝,每年企鹅数量有变化,跟气候食物来源有变化,我们对它的栖息地动态变化,反演跟气候的联系。

  此外我们还有一个小分队我跟我的博士生跑到更远的一个地方,实施了无人机的飞行,洛克港南极的,这两个地方相隔6公里,我们从这起飞拍到这儿,往返16公里,我们在这儿看这个飞机的监控。后来张博士做了这个拜尔斯半岛的飞行,西班牙和智利人对于遥感的推向非常有兴趣,对于分析气候变化非常有意义。

  我们在极地的一个思考,因为有一个极端的环境,需要抗低温,强风的能力,前面几个飞机对操控手有很好的要求。北京不让飞,我们拉到怀来水库去训练,后来我们也在调侃,所有的飞行员都是黑飞,竟然上了人民日报的头版。南北机科考非常宝贵,新款的无人机带着小型的拉杆去尝试,我们最近跟飞马合作,带到中山城我们的徐院士去试飞,来获取更多更好的数据,谢谢。

[责任编辑:龙薇]
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