Perfilado de Alta Resolución de la Turbulencia Atmosférica Utilizando Datos de Piloto Automático de UAV
Autores: Shelekhov, Alexander; Afanasiev, Alexey; Shelekhova, Evgeniya; Kobzev, Alexey; Tel"minov, Alexey; Molchunov, Alexander; Poplevina, Olga
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Perfilado de Alta Resolución de la Turbulencia Atmosférica Utilizando Datos de Piloto Automático de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Capacidades
UAVs
Turbulencia atmosférica
Perfil vertical
Velocidad del viento
Mediciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se estudian experimentalmente las capacidades de los vehículos aéreos no tripulados (VANT) que flotan en la detección de turbulencias atmosféricas a baja altitud con alta resolución espacial. El perfil vertical de la turbulencia atmosférica se midió en el Observatorio Experimental Básico (Tomsk, Federación Rusa) con tres cuadricópteros flotando a altitudes de 4, 10 y 27 m en estrecha proximidad (~5 m) a anemómetros instalados en torres meteorológicas. Se analiza el comportamiento de los componentes de velocidad del viento longitudinal y lateral en la banda de frecuencia de 0-10 Hz. Además, los componentes de velocidad del viento obtenidos se suavizaron durante 1 minuto mediante el método de media móvil para describir ráfagas de viento turbulento prolongadas. Se examina la discrepancia entre los datos del VANT y los anemómetros. Se encuentra que, después de suavizar, la discrepancia no excede 0.5 m/s en el 95% de los casos. Esta precisión es generalmente suficiente para las mediciones del viento horizontal en la atmósfera. Se lleva a cabo el análisis espectral y de correlación de las mediciones del VANT y del anemómetro. Se estudian los perfiles de las escalas longitudinales y laterales de la turbulencia determinadas a partir de espectros de turbulencia y funciones de autocorrelación basadas en los datos del VANT y del anemómetro.
Descripción
Se estudian experimentalmente las capacidades de los vehículos aéreos no tripulados (VANT) que flotan en la detección de turbulencias atmosféricas a baja altitud con alta resolución espacial. El perfil vertical de la turbulencia atmosférica se midió en el Observatorio Experimental Básico (Tomsk, Federación Rusa) con tres cuadricópteros flotando a altitudes de 4, 10 y 27 m en estrecha proximidad (~5 m) a anemómetros instalados en torres meteorológicas. Se analiza el comportamiento de los componentes de velocidad del viento longitudinal y lateral en la banda de frecuencia de 0-10 Hz. Además, los componentes de velocidad del viento obtenidos se suavizaron durante 1 minuto mediante el método de media móvil para describir ráfagas de viento turbulento prolongadas. Se examina la discrepancia entre los datos del VANT y los anemómetros. Se encuentra que, después de suavizar, la discrepancia no excede 0.5 m/s en el 95% de los casos. Esta precisión es generalmente suficiente para las mediciones del viento horizontal en la atmósfera. Se lleva a cabo el análisis espectral y de correlación de las mediciones del VANT y del anemómetro. Se estudian los perfiles de las escalas longitudinales y laterales de la turbulencia determinadas a partir de espectros de turbulencia y funciones de autocorrelación basadas en los datos del VANT y del anemómetro.