[发明专利]一种跨海大桥空间风速风向测试系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种跨海大桥空间风速风向测试系统，包括控制台、无人机和超声波风速风向仪，无人机的旋翼直径与旋翼中心距之比不小于1.2，无人机通过减震器连接伸缩连接杆，伸缩连接杆上设置有若干超声波风速风向仪，从而将各个超声波风速风向仪释放到测量区域内的各测量点位；所述无人机上还设置有数据传送装置，数据传送装置将无人机的位置参数和风速风向参数传送到控制台，控制台则控制无人机在不同点位完成数据采集并接收、处理相关参数；本发明通过伸缩杆同时将多个检测装置释放到各检测点位，实现多个采样点的同时采样，提高检测效率；由于伸缩连接杆结构固定，从而保证采样点的准确定位，其结构简单、采样效率和数据准确度高的优点。

技术领域

本发明桥梁施工技术领域，具体涉及一种跨海大桥空间风速风向测试系统及监测方法。

背景技术

当前，无人机在气象监测领域的运用取得较大发展，如通过在无人机上安装风速风向仪直接监测风速风向的方法或根据无人机的飞行状态间接推算风速风向的方法，桥梁结构抗风设计中需采集桥梁所在位置的梯度风荷载计算结构抗风性能，而梯度风荷载是根据梯度风速信息计算得到，因此如果采用在无人机上安装风速风向仪进行直接测量的话，需要将无人在各个检测点位之间频繁切换，同时由于采集点位分布于跨海大桥的整个空间范围内，因此其点位不但数量多，而且分布的方位较广，由此导致采用该方法进行数据采集不但操作难度高，采集的数据量大，同时还会因为定位精度的误差导致结果出现较大的误差；

对于无人机飞行状态间接推算法而言，其具体操作方式是将无人机飞行至指定的空间点，然后通过气象监测站的监测装置监测气象数据，如风速风向、空气湿度、温度等；但是由于跨海大桥的桥址一般距气象监测站距离较远，经气象数据推算得到的桥址处风速风向数据精度较差；同时由于无人机的震动和无人机下洗气流的影响，气象检测装置的检测精度也会受到较大的影响，因此采用该方法采集的数据误差较大，可靠性较低，不能满足桥梁抗风设计要求。

发明内容

针对现有技术中存在的监测精度低，数据采集工作量大的缺陷，本发明公开了一种跨海大桥空间风速风向测试系统及监测方法，采用本发明所述的测试系统能够同时监测多个点位，同时各个点位之间位置关系相对固定，从而不但提高了数据收集效率，同时还方便后期数据处理，且通过仪器的实地采集，能够有效保证数据的有效性和可靠性。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种跨海大桥空间风速风向测试系统，包括控制台、无人机和超声波风速风向仪，所述无人机的旋翼直径与旋翼中心距之比不小于1.2，无人机通过减震器连接有伸缩连接杆，伸缩连接杆上连接有若干超声波风速风向仪，并通过伸缩连接杆的伸展将各超声波风速风向仪稳定的释放到位于测量区域内不同高度的各测量点位；

所述无人机上还固定设置有数据传送装置，并通过所述数据传送装置将探测到的风速风向参数和无人机的实时位置参数整合后发送给控制台；

所述控制台用于接收数据传送装置反馈的位置参数和风速风向参数，并根据要求调整无人机的阵列排布以获取多个不同点位的风速风向参数。

优选的，伸缩连接杆包括依次滑动套接的若干级伸缩杆；每级伸缩杆均上均设置有两端开口的伸缩腔，伸缩杆的两侧分别设置有内限位环和外限位环，相邻两级伸缩杆通过下级伸缩杆的外限位环与上级伸缩杆的内限位环的配合实现稳定连接。

优选的，上级伸缩杆的伸缩腔与下级伸缩杆的外限位环之间还设置有相互配合的旋转限位槽和旋转限位块。

优选的，伸缩杆上还套置有连接卡扣，连接卡扣通过连接套筒连接有固定杆，所述超声波风速风向仪与固定杆相连，所述伸缩杆上还设置有用于支撑连接卡扣的支撑环。

优选的，固定杆为L形结构，其两端分别与连接套筒和超声波风速风向以丝扣相连；所述固定杆为中空结构，伸缩杆和固定杆上对应设置有穿线孔。