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六旋翼无人机森林调查系统野外实验取得进展

2014-9-16 16:40| 发布者: 编辑| 查看: 166| 评论: 0

摘要: 8月21日至9月7日,中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室森林遥感研究团队研究员倪文俭带队,赴大兴安岭林区对六旋翼无...

 

8月21日至9月7日,中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室森林遥感研究团队研究员倪文俭带队,赴大兴安岭林区对六旋翼无人机森林调查系统开展野外实验,完成了预期目标,取得了关键进展。

森林调查数据是进行高精度区域森林生物量估算的重要支撑数据。但目前森林调查数据的获取仍然依靠野外人工每木检尺来实现,劳动强度大、效率低、作业范围较小。此外,林下gps信号比较差,调查样地存在较大的定位误差。针对这些问题,森林遥感研究团队研发了基于六旋翼无人机的森林调查系统。该系统以300米的航高、10米/秒的航速飞行,可实现单架次对8000米*500米区域内森林垂直结构的自动测量,大幅提高了森林调查工作的效率,并通过与高分辨率星载光学遥感图像的配准,可有效抑制定位误差。

鉴于我国已经发射了资源三号测绘卫星系统,且有后续的卫星计划,森林遥感研究团队正在致力于发展以星载摄影测量数据为主、多源遥感数据协同的高精度区域森林生物量估算技术体系。六旋翼无人机森林调查系统的实验成功,标志着研究团队向着目标迈出了重要的一步。该系统除可满足区域森林生物量估算验证工作的需求外,在林区电力线路规划、森林资源调查等相关国民经济领域也具有广阔的应用前景。

该研究得到了中国科学院“百人计划”、国家重点基础研究发展计划(“973”计划)和自然科学基金项目等的支持。此次野外实验工作得到了重点实验室和科研条件部的大力支持。

六旋翼无人机

工作人员开展野外实验

正射影像

数字表面模型(dsm)

三维视图

据新科学家杂志报道,如果从地球向太空延伸的太空电梯建造成功,这将大幅削减太空旅行的费用成本。但是近期最新一项富有争议的研究表明,建造和维护太空电梯要比之前面临着更大的挑战,其原因是太空电梯必须在内部建造推进器,以稳定太空电梯致命的摇摆振动。
起初太空电梯的设计理论十分简单,从地球赤道附近配置延伸至太空的绳索,随着地球的自转地心引力将太空电梯的绳索逐渐拉紧。基于电梯原理新型太空交通工具通过绳索发送至太空,太空电梯由地面的激光或其他能源提供驱动力。太空电梯将大幅削减昂贵的火箭发射成本,使人类抵达太空变得更经济便捷。
太空电梯处于摇摆振动
但是这一计划已停滞了近十年,其中的一个原因是太空电梯所用的绳索必须足够结实,但当前的技术却无法生产这样的绳索。纳米管有可能胜任该任务,但是其长度必须非常长,而且不能采用像现今一些容易被探测到的材料。目前,一项最新研究使得该计划变得更加令人灰心沮丧,捷克天文学协会科学院的卢伯斯?佩雷克说,“如果建造一个太空电梯,必须安装一个推进器以避免潜在且十分危险的摇摆振动。这将增加了建造的难度和电梯建造和维护成本。”
之前的研究显示,当太阳风向太空电梯施加压力时,来自月球和太阳的重力作用将使绳索变得摇摆不定。这将有可能使太空电梯摇摆造成太空交通障碍,比如:太空电梯可能会碰撞上人造卫星或者太空垃圾残骸,这样的碰撞将导致绳索断裂或太空电梯失事。
活动的锚
之前人们认为通常地面上配置一个可活动的锚可以排除绳索的摇摆作用力,锚有计划地摆动可以抵消绳索的摇摆。但是佩雷克在接受《新科学家》记者采访时说,“该作用并不明显,之前提议对被动摇摆的绳索进行控制的地面锚并不能消除绳索摇摆。”
曾经深入研究太空电梯方案的美国新墨西哥州采矿工艺协会的安德斯?乔根森认同太空电梯存在稳定性问题,但他指出目前没有提供一个定量分析报告,尚不确信推进器是否需要绳索的稳定性。
虽然乔根森承认电梯的摇摆不可能完全消除,但地球磁场可以自然地削弱太空电梯的任何摇摆振动。同时,他指出目前并不能排除活动锚可以控制绳索摇摆的可能性。
面临严峻挑战
乔根森称,如果制造推进器需要绳索,太空电梯将面临着严峻的挑战。悬挂在绳索上的太空电梯每隔一定时间会面临维护、燃料补给以及后勤保障等问题。
2003年详细研究太空电梯概念的美国宇航局研究员布拉德利?爱德华兹称,之前的研究暗示着太阳和月球将是导致轻微摇摆的惟一因素。同时他警告推进器连接在绳索上是复杂的操作,相应的硬件要求较高。

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