河马行空低空气象服务系统 建设方案 2025-04-28 苏州河马行空智能科技有限公司 目录 01 系统总体架构 02 低空微气象监测 网 03 低空微气象预报 中心 04 低空微气象服务 平台 05 创新应用场景 06 实施与展望 系统总体架构 01 三大核心模块构成 气象数据采集模块 通过部署在低空（ 1000 米以下）的 5 个采集点，实时监测温度、湿度、气压、风速、风 处理，结合机器学 习算法预测短时气象变化趋势，生成可视化报告供决策参考。 提供 API 接口和用户交互界面，支持农业、航空、城市管理等行业定制化需求，如无人机 航线规划、灾害预警推送等，实现低空气象数据的商业化应用。 1 2 3 采集点通过 LoRa 或 5G 网络将原始数据加密传输至边缘网关，网关进行初步过滤后上 传至云端数据中心，确保数据链路的低延迟（ <500ms ）和高可靠性（ 毒害气体扩散预测 耦合气象数据与化学传输模型，模 拟火灾、化工厂泄漏等事故中有害 气体的扩散路径与浓度分布，指导 疏散路线规划与救援力量部署。 重大活动保障 为大型赛事、国际峰会等活动定制 " 低空气象一张图 " 系统，实时监控禁飞区内的微气象变化， 预警可能影响安保无人机、电子围栏工作的异常天气。 空中禁区管控 通过分析云底高度、大气透明度等参数，预测最佳灯光投射效果时段，并提前 48 小时模拟降

监测目标的确定..........................................................................................39 4.1 空气质量指标......................................................................................42 4.1.1 ...................................169 1. 引言 随着工业化进程的加快和城市化进程的深入，低空领域的环境 监测需求日益凸显。低空环境的监测不仅涉及到城市空气质量的评 估，还关系到交通运输、农业监测、灾害预警等多个领域。近年 来，伴随无人机、遥感技术的快速发展，建立一套高效、经济、精 确的低空环保监测网络显得尤为重要。 低空环保监测网络的设计目标是通过整合多种监测手段，实现 促进了民航业和无人机产业的发展，同时也带来了环境监测的新挑 战。低空飞行器如无人机的广泛应用，使得环境监测的时效性和覆 盖范围大为提升；然而，这也要求我们必须面对空域内不同类型航 空器之间的潜在冲突及其对环境的影响。近年来，空气质量、噪音 污染及生态破坏等问题日益突出，对此亟需建立一套完善的低空环 保监测网络，通过高效的信息获取和数据分析来实现对环境的实时 监控和响应。 为了更好地适应社会发展和经济建设，必须强化低空环境监测

环境和飞 行方式，将飞行器分为几大类：航空器、航天器、火箭和导弹、制导武器、巡飞弹型无人机。 1.1.1.1 航空器 在大气层内飞行的称为航空器，如气球、飞艇、飞机等。它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的 空气动力升空飞行。 根据产生升力的原理将航空器进行分类 图 1 航空器分类 第 2 页 器 统称无人机。 1.1.2.2 无人机控制方式 无人机上没有驾驶员，所以无人机和飞行靠“遥控”或“自控飞行”。 1.1.2.3 无人机与航模的区别 （1）定义不同 模型航空器，是指重于空气、有尺寸和重量限制、不载人，不具有控制链路回传遥控站（台）功能或 者自主飞行功能，仅限在操纵员目视视距内飞行或者借助回传图像进行第一视角遥控操纵飞行的无人驾驶 航空器，包括自由飞、线控、无线电遥 渐能为大众接受，在大众市场上，复合材料以碳或玻璃管或片的形式销售，这两种材料也是制造多旋翼无 人机的主要原材料。 图 16 碳纤维和玻璃钢 固定翼无人机以来空气动力学而飞上天空，采用塑料泡沫，通过磨具制作出的流线外形也是基于空气 动力学原理。发泡聚乙烯轻巧、兼顾、容易制作，成为中小型固定翼无人机流线型外壳和机身的标准制作 材料。 图 17 发泡聚乙烯 1.1.3.7 多旋翼无人机的发展

..........................................................................................56 2.4.9 空气速度传感器.............................................................................................. 60%以上；不言而喻，取消尾翼之后将使飞机的目标特征 尺寸大为减小，隐身性能得到极大提高；最后尾翼的取消同时减少了操纵面、作动器和液压系统，从而也 改善了维修性和具有了更低的全寿命周期成本。 无尾布局因其空气气动力效率高、升阻比大、隐身性能好，但机动性差、操纵效能低，所以这种局面 目前只适用于轰炸机。 在无人机领域，由于其结构出色的隐身性，被各国军方青睐，纷纷研制隐身攻击无人机。 图 11 法中美英四国隐身攻击无人机对比 量较大，适合于低速飞行。 后来，通过实验证明，椭圆形机翼（也叫纺锤翼）的动力特性最佳，但由于制造椭圆形机翼的工艺太 复杂，故改用比较接近椭圆翼的梯形翼了。 现在，随着飞行速度的逐渐提高，为适应空气动力特性的变化和机翼强度的要求，翼尖被移向后方。 在现代高速飞机上，大都采用了后掠翼或三角翼。后掠翼从翼根到翼梢有渐变，结构复杂，制作也有一定 难度。后掠的另一个作用是能在机翼安装角为 0 度时，产生上反

通过对 RID 信号监测， 可实现无人机超远距离发现。 5G/4G/ 专网 可部署于通信基站 免选址、免运维 监测设 备 “ 星巡”低空监管平台 低空空域监视 低空运行管理 低空飞行服务 低空气象服务 低空数据中台 低空智能调度 产品优势 产品面向需求 • 城市低空空域规划与分析 • 空域容量和安全评估 产品特色 • 唯一空域路权管理平台 • 可卡位低空全系列业务体系 岸边钓鱼 游泳 / 溺水 烟火 占道广告牌 人员聚集 违章建筑 道路积水 道路破损 交通拥堵 路 灯立 杆 倒斜 喊话器 探照灯 抛投器 云台相机 空气检测仪 智能降落伞 水质检测仪 高光谱相机 兼容主流机型 大疆： 御系列、经纬系列、精灵系列等 纵横： 大鹏系列、 CW 系列等 科比特： 小旋风系列、入云龙系列等 安防厂家： 海康、大华、宇视等 杭千高速低空场景创新、城市物流场景创新 n 廊道飞行管控、低空数据感知等能力创新 n 亮相第十六届国际交通技术与设备展览会 n 得到央视专题报道 时空智能引擎 低空气象服务 量子加密服务 运控大脑 路空大模型 视频数据轻量化 路空数字孪生 立体柔性网格

这类飞行器是从鸟类或者昆虫启发而来的，具有可变形的小型翼翅。它可以利用不稳定气 流的空气动力学，以及利用肌肉一样的驱动器代替电动机。在战场上，微型无人机、特别 是昆虫式无人机，不易引起敌人的注意。即使在和平时期，微型无人机也是探测核生化污 染、搜寻灾难幸存者、监视犯罪团伙的得力工具 无人飞艇 伞翼机 分类方式之按照用途分类： 飞艇是一种轻于空气的航空器，它与热气球最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装 置 —— 航天器： —— 空天飞行器： —— 火箭和导弹： 飞行器的定义 无人机的系统组成 航空器的定义 根据产生升力的原理 >> 航空器 轻于空气的航空器 重于空气的航空器 气球 飞艇 固定翼航空器 旋翼航空器 扑翼机 变模态机 飞机 滑翔机 旋翼机 直升机 固定翼 Fixed-wing 无人机平台 旋翼 Rotary wing

示空域内飞行器的分布情况、飞行轨迹、速度、 高度等信息。当发现异常飞行行为时，系统能够 及时发出预警，并提供相应的处置建议。 3. 气象信息服务模块 1. 与气象部门建立数据共享机制，实时获取高精度 的低空气象数据，包括风速、风向、气温、气压 降水、能见度等信息。 2. 利用气象数据分析模型，为低空飞行用户提供个 性化的气象预报和风险预警服务。例如，根据用 户的飞行计划和实时气象条件，预测飞行过程中 4. 气象基础设施建设 1. 在全市范围内合理布局建设低空气象观测站，配 备先进的气象监测设备，如风速仪、风向仪、气 温传感器、气压传感器、降水传感器、能见度仪 等，实时监测低空气象要素。 2. 建立气象数据传输网络，将各气象观测站采集到 的数据实时传输至低空飞行服务平台的气象信息 服务模块。利用气象数值预报模型，对低空气象 数据进行分析和预测，为低空飞行提供更加准确 的气象服务。

。政策层面，为了支持低空经济发展， 国家正在积极推进数据要素在低空场景的深入应用， 2024 年 12 月， 中国气象局将联合国家数据局组织开展精细气象数据护航低空经济发展示范场景建设工作，重点研发低空气象预报技术， 创新低 空气象保障数据产品 。产业层面，低空数据服务商主要面向低空飞行运营商、低空飞行服务提供商、低空飞行监管方提供生产 经营、 管 理服务、决策指挥相关的信息化支持，针对混合多样、灵活自主、 影响随机、场景复杂的低空运行， 空监视、低空气象布局 公司为国产空管雷达核心厂商 。 国睿科技为中国雷达工业发源地电科 14 所的主板上市公司， 雷达产品谱系丰富、 技术先进 。 民用方面，公司空管雷达产品研 制 水平、创新能力和市场占有率等处于国内领先地位， 同时作为我国气象雷达核心供应商，产品服务于气象、应急管理等部门以及新能源电力、 交通运输等行 业。 低空经济领域，公司积极推动低空监视 + 低空气象布局 。 “一大领域（低空经济安全保障领域） 、 两大核心（低空监视装备及系统、低空气象 装备及系统） 、三大试点（横琴、 深圳、 南京） 、 N 个平台及项目（低空经济创新发展联盟等 5 个平台及多个低空项目） ” 的发展。 其 “蜘蛛网 ” 系列低空 监视 雷达已交付部署在北京 、秦皇岛等地，香港国际机场等区域，参与国庆阅兵、公祭日安保等多场重大活动保障； “ 雨燕 ” 低空气象保障系统针对起降场、 低空 航

· 易 安 装 维 护 互动屏 分布式综合管理系统 音视频信号切换控制 任何区域的音视频随时随地的推送、播放、点播 对展厅视频进行统一管控、场景预制、播放视频内容、空气检测等。 低空产业成果与能力展示 低空产业园相关政策展示 低空经济发展历程展示 无人机应用案例展示 分布式综合管理系统 对展厅的音量大小调整、设备上电 / 断电控制、环境控制等设置一键切 设备使用监 测 空间使用监 测 设备能耗统 计 空间耗电统 计 本月告警监 测 可视化运维数字孪生 平台 • 环境监测与调控 ：通过环境监测传感器实时监测展厅内的温湿度、 空气质量等参数 ，与空调进行联动控制 ，提供一个舒适和适宜的 展览环境。 • 智能照明控制 ：利用光照传感器 ，根据展厅内的光线强度自动调 节灯光的开关 ，以展示艺术品或展品的最佳效果。 • / 分公司接入 分会场端 / 分公司接 入 会议录播 01 02 主会场端 / 会议 室 一体机录制 网络录制 • 环境监测与调控 ：通过环境监测传感器实时监测会议室内的温湿度、 空气质量等环境参数 ，与空调进行联动控制 ，确保舒适的会议环境。 • 智能照明控制 ：利用光照传感器 ，根据会议室内的光线强度自动调 节灯光的亮度 ，提供合适的照明效果。 • 窗帘电机控制

、 上千种气体实时浓度值。 ● 检测精度可达到 ppb 级 ● 实时无线传输数据到地面端，也可以通过 GPRS 实时传输到服务器。 (1) 实时数据展示 平台可对各类监测数据进行实时展示。将空气质量气体传感器 数据、有毒气体应急监测数据汇入到统一平台，统一管理，综 合展示。气体传感器数据以不同颜色代表不同污染级别。 (2) 历史数据查询 将各点位的历史监测数据进行简单的统计分析，例如日变化分 的影响。对污染源下风向住宅区的地面及高空 NO2 进行监测，同时对该问题采用 CFD 方法 进行数值模拟，将检测数据与数值模拟数据进 行对比，验证该方法的可行性。 2 无人机监测 NO2 的采集参照《环境空气 二氧化氮的测定 Saltzman 法》 ( GB /T 15435—1995) 中的对 应内容，采样装置经固定后由无人机搭载进行 高空采样。高空与地面采样时，采样流量均取 0.4 L /min