论文利用固定翼无人机巡视海南联网海缆路由是适合海缆论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关华为海缆开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
［摘 要］ 海南联网工程建成投产后,确保海南联网工程的安全运行是一项十分重要的工作,而海缆路由保护是整个海南联网工程安全运行的关键.文章提出利用固定翼无人机巡视海缆路由,介绍基于固定翼无人机的无人机巡视系统的组成和特点,根据海缆路由的巡视监控需求提出无人机系统的巡视监控技术和应用模式,最后对固定翼无人机巡视监控海缆路由试飞结果进行分析总结,得出固定翼无人机海缆路由巡视是一种快速、高效、具备良好发展应用前景的巡视监控方式.
［关键词］ 固定翼无人机；巡视；海缆路由
［作者简介］ 毛强,中国南方电网超高压输电公司检修试验中心助理工程师,研究方向：输电线路运行及技术研究,广东 广州,510663
［中图分类号］ P231［文献标识码］ A［文章编号］ 1007-7723（2011）08-0032-0004
一、引 言
2009年6月,亚洲第一、世界第二的超高压、长距离、较大容量跨海电力联网工程——500千伏海南联网工程正式通电投运.该工程实现海南电网与南方电网主网连接,有利于充分发挥大电网的优势,实现更大范围内的资源优化配置,可以有效提高海南电网供电可靠性和稳定性.海南联网工程是我国第一个500千伏超高压、长距离、较大容量的跨海联网工程,在亚洲建设规模第一,同等级海底电缆单根长度世界最长.目前,海南第二回联网工程的前期工作已经在开展之中.
海南联网工程包括陆上线路站点和海底电缆两大部分,海底电缆北起广东侧南岭终端站,南连海南侧林诗岛终端站,海缆横跨琼州海峡,设计容量60万千瓦.海底电缆分为三根：A、B、C三相,单根长32公里,中间没有接头,运行要求较高.为了掌握海缆的运行状况以及海缆所处海域内的情况变化,以便及时发现情况和隐患,震慑和驱离在海缆路由区域进行抛锚和捕捞等可能损坏海缆的船舶,目前海缆运维采用船舶定期巡视的方式.但是受人员、设备、巡视环境的限制,海缆运维能力还需要进一步加强.近几年国内无人机行业的高速发展,为海缆的运维提供了一种新颖的巡视方法和模式.在海缆路由巡视方面,固定翼无人机不仅能提高巡视效率,缩短巡视周期,降低巡视成本,还可以避免当前船载巡视人员的人身安全隐患.
二、 固定翼无人机巡视系统
(一)固定翼无人机巡视系统组成
固定翼无人机巡视系统是一个复杂的跨航空、电子通信、图像识别、导航定位、地理信息等多个学科的一体化系统,固定翼无人机巡视系统具备高空、远距离、快速作业、无人驾驶等特点,固定翼无人机系统的重要标准即测控过程简单可靠、运行期间稳定可控.
固定翼无人机载重范围适应性广,巡航速度适中（100km/h左右）,续航的时间最长可达4h,续航能力相应可达到400公里.在数据链失效或油电量不足的情况下能安全返航并着陆.以固定翼无人机作为平台的巡视系统构成可分为四个部分：飞行器系统部分（固定翼机身及云台等）、测控及信息传输系统部分（飞控及图传系统）、信息获取与处理部分（可见光摄录和拍摄设备）、保障系统部分（保障车辆、工具仪器等）.固定翼无人机巡视系统组成如图1所示：
(二)固定翼无人机系统的特点
固定翼无人机具有快速高效、实用经济、飞行稳定等特点.
1.适用于大面积、大范围巡视,超长航时,超远距离飞行.
2.定时、定距拍照,实时传输视频.
3.配置简单、部署灵活、快速响应、机动性强.
4.手动或全自主飞行,飞行平稳,抗风能力强.
5.多种起飞、降落方式,操作便捷.
6.性价比高,维护简便,使用成本低.
三、海南联网海缆路由巡视监控需求
(一)海南联网海缆所处海域环境状况
海南联网工程呈南北走向横跨琼州海峡,琼州海峡是中国大陆雷州半岛与海南岛的连接水域,琼州海峡南北平均宽为29.5公里（最宽处直线距离为33.5公里,最窄处直线距离仅18公里左右）,平均水深44米,最大深度114米,年平均温度25～27℃.琼州海峡海流汹涌,强烈侵蚀着海地地貌.潮汐属不正规月潮,潮差平均 1 米 左右,最大可能潮差 7.8 米, 琼州海峡处于台风多发地带,台风登陆时风力可达12级以上.海南联网海缆所处海域环境十分复杂.
海南联网海缆所处琼州海峡是重要的海上交通中枢,海上经济活动繁忙,船舶航行频繁,渔船商船密度较大,海峡分布着众多的大小渔场,在水深小于100m的浅海区域极易发生海缆损害事故.据统计,每年过往琼州海峡轮船11万艘,外轮2000余艘,同时近海捕捞、渔业活动频繁,船舶抛锚和渔业活动严重威胁海底电缆安全.
(二)海缆巡视监控需求
海缆巡视监控是一项比较繁重的工作,表1为海缆巡视监控任务需求.
四、固定翼无人机系统巡视监控功能实现
(一)飞行控制和管理
飞行控制和管理包括无人机任务管理、组合导航、自动飞行、遥控飞行、工作状态检测功能.这些功能由地面站、数据终端机和自动驾驶仪互相配合实现,地面站内置电子地图,可快速规划任务航线,设定航路点,指定返航地点,设置无人机飞行参数.地面站和自驾仪通过数据终端机建立通信数据链,地面最终通过自驾仪来实现远程控制无人机,测控人员根据需要对无人机发出指令控制无人机的飞行状态或执行新的任务.自驾仪内置惯性导航平台及全球卫星定位系统（GPS）双系统进行无人机的导航飞行,保证无人机在长时间飞行过程中的安全性和稳定性.固定翼无人机按预定任务航线自主飞行,机载自驾仪能够实时记录任务设备的主要飞行参数并实时将飞行数据通过通信数据链传回地面站.地面测控系统实时接收并处理各项飞行数据（经纬度坐标、飞行姿态角、飞行高度、飞行速度等信息）,达到无人机飞行信息显示和工作状态监测的目的.
(二)巡视监控
固定翼无人机搭载图传监控系统和图像采集处理系统,图传监控系统使用数字式高清微型可见光无线摄像机对海缆路由进行实时摄录,并把摄录的视频信号实时传输到地面供监控使用.地面站还可以根据显示的视频远程调整云台合适角度来获取最佳巡视效果.图像采集处理系统使用标配Canon5D MarkⅡ专业级数码单反相机进行定时或者定距拍照,表2为摄像机和照相机性能参数,在后期处理可以对拍摄照片进行拼图,也可以根据拍摄照片的记录参数进行分析调用.
为消除无人机飞行震动带来的影响,固定翼无人机上安装增稳云台,云台支撑图传监控系统和图像采集处理系统的安装和固定,云台保证在视场范围不变的条件下可以获到清晰稳定的视频和图像.
(三)安全技术
为避免固定翼无人机飞行巡视时因飞机设备突发性失稳、环境气候突变等原因导致飞机不能按预定轨迹飞行,应采用多种故障处理措施.
1.无人机飞行过程中遇到突发大风,可能导致飞机严重偏离预定飞行轨道,无人机系统利用惯性磁罗盘的原理可设自动纠正巡航轨道的方案,避免无人机继续在偏离预设轨道飞行.
2.采用数字流无损中继传输技术,添加数字中继子系统,成倍扩大固定翼无人机图传和飞控半径,防止因无人机航程过远而出现通讯链路中断和遥控链路中断.
3.在无人机上安装GPS源黑匣装置,即便出现GPS丢星情况,也可启动其本身GPS系统对远处的无人机进行定位跟踪.
4.当无人机发生紧急事件时,无人机在达到设定时间后将自动返航或离地设定合适高度悬停.
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参考文献：
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