气象无人机风速解算新模型的设计及仿真研究

气象无人机探测过程中,风速矢量由无人机飞行参数解算得到,解算方法和对应参数的测量直接影响测风精度。从现有风速解算模型出发,考虑了气动角、欧拉角、航迹角,最终确定引入"航迹倾斜角"和"俯仰角",建立了一种新的风速解算模型。模型推导过程中发现,当无人机平稳飞行时,航迹倾斜角、俯仰角是影响测风精度的关键因素。与现有模型相比,新模型能有效提高测风精度,当航迹倾斜角与俯仰角不等时,必须对风速偏差进行修正。基于新模型的测风误差仿真分析结果表明:存在某一角度,当偏流角小于该角时,风速误差受航迹倾斜角、俯仰角及偏流角共同影响;当偏流角大于该角时,风速误差受航迹倾斜角、俯仰角影响较小,该角的大小与传感器的测量值和误差值有关。