中国电科院有构建复杂环境下的无人机作业性能检测体系

　　在7级大风模拟条件下，研究人员操作无人机起飞，无人机飞抵作业点后执行悬停任务。通过检测后台，他们实时观察无人机的位置变化，记录无人机悬停点经度和纬度。他们是中国电力科学研究院有限公司北斗无人机检测项目组成员，在检测这台搭载北斗定位模块的无人机综合性能，评估无人机的定位精准度、环境适应性、海拔适应性等。

　　随着无人机飞控技术迭代升级及北斗高精度定位等技术的应用，无人机在电力行业的应用越来越广泛，成为提升电网运维效率、降低人工作业风险等方面不可或缺的工具。今年，为了全面验证无人机在电力作业中的综合性能，助推电力北斗技术规模化应用，中国电科院成立项目组，构建多维度检测体系，开展复杂环境下无人机作业性能检测。

　　研制抗干扰测试样机，检测导航定位精准度

　　精准定位是无人机执行电力作业的基础保障。当无人机处在有遮挡、强电磁等环境中，导航接收机会受到噪声干扰，影响接收机的信号捕获跟踪性能。今年7月，项目组应用北斗高精度定位技术改进无人机导航接收机，进一步增强其信号捕获和分析能力。在此基础上，项目组研制出了具备抗干扰能力的无人机测试样机。

　　随后，项目组成员用卫星导航模拟系统开展无人机定位测试，基于北斗卫星频点，研究分析无人机导航接收机定位及信号接收性能，提出导航接收机工作模式校验方法。

无人机电磁兼容试验现场。

　　“北斗三号已完成组网，现有五个接收频点，每个频点可以理解为传输飞行器经纬度信息的通道。我们在实验室测试环节，通过卫星信号模拟器生成静态、动态下的北斗导航模拟信号，并向屏蔽暗箱中的无人机发射信号，采集机载北斗模组的定位数据流，分析其定位性能。”项目组成员靳文鑫介绍。

　　在无人机巡检飞行线路测试中，项目组选定模拟巡检飞行线路，设置接收频点，开启定位模式，多次开展不同高度的飞行轨迹测试，评估无人机定位和导航精准度。

　　“在实验室和飞行线路两个环节测试中，应用北斗高精度定位技术的无人机定位及导航精准度较高，能高质量完成电力巡检等作业。”靳文鑫说，改进后的样机检测结果也为电力无人机性能优化提供了参考。

　　搭建复杂测试环境，科学验证适应性能

　　一个体积125立方米的长方体，外置可编程控制器，能设定温度和湿度。这就是电力无人机全性能检测的环境气候试验罐。

　　输电线路跨越高山峻岭，沿途环境多变，电力无人机作业现场地理和气候环境复杂。当前的电力作业无人机普遍使用锂电池供电，高热高湿环境可能引发电气短路甚至电池过热自燃，低温环境会影响锂电池放电性能，高海拔会导致旋翼气动效率下降……这些环境因素都是影响无人机作业性能的客观条件。

　　项目组参照行业标准，研制了电力无人机作业环境气候试验罐。该试验罐配置可编程控制器，可以模拟零下40～100摄氏度温度、0%～100%湿度、0～7000米海拔等环境气候条件。

　　“8月20～25日，我们在环境气候试验罐控制端精准设置温度、湿度、气压、试验时间等参数，依次开展了低温、高热高湿、高海拔等复杂环境下的试验，全面验证国家电网有限公司当前应用的搭载北斗定位模块的无人机环境适应性能。”项目组成员、高级工程师胡霁说。

项目组成员开展无人机抗风性能测试。

　　为了进一步验证无人机的飞行和悬停性能，项目组还开展了抗风试验场测试，依托公司特高压直流试验基地设计多向自然风抗风试验场，安装数字测量系统，实现高精度的无人机飞行轨迹及抗风悬停瞬时姿态观瞄解算，科学评估无人机自主巡检作业能力。

　　设计多维度指标，构建全面检测体系

　　11月，项目组完成了搭载北斗定位模块的三类型号无人机性能综合检测。按照《北斗卫星导航系统电力通用接收机》《架空电力线路多旋翼无人机巡检系统》等相关标准要求，此次检测涉及33个指标。

　　项目组负责人邵瑰玮介绍，此次检测全面评估无人机在电力巡检等场景下的综合性能，检测无人机在各种复杂环境条件下是否都能稳定、高效地完成任务。

　　“我们在检测中注重检测环境与真实环境的高度吻合，严格遵循行业标准和规范，力求结果客观、准确。”邵瑰玮说。

　　目前，公司在运架空输电线路长度超过120万千米。无人机作业涉及基建、安监、运维、应急响应等业务场景。项目组聚焦北斗卫星导航定位对电力无人机作业的影响，设计了卫星信号循环播发、卫星捕获跟踪能力、定位精度等9项北斗卫星导航功能试验指标;聚焦电力场景无人机自主作业性能要求，设计了环境适应性、海拔适应性、自主精细化巡检等24项关键检测指标。基于这些指标，该项目组构建了复杂环境下的无人机作业性能检测体系。

　　在检测结果认证上，项目组实施北斗模块与无人机性能检测“双报告、双认可”，不仅对北斗模组的性能开展检测认证，还验证了北斗模组与无人机其他模组间的配合效果，进一步增强检测结果的权威性和公信力。

　　(中国电科院供图)