基于无人机的GNSS-A对海底地壳形变观测的实验验证

3月13日《nature》杂志上发表文章《基于无人机的CNSS-A对海底地壳形变观测的实验验证》，全球导航卫星系统-声学测距组合技术（GNSS-A）是唯一能够在厘米尺度上精确检测绝对水平和垂直海底地壳变形的大地测量观测方法。GNSS-A已探测到许多地球物理现象，有望对地震防灾科学和大地测量学做出重大贡献。然而，目前使用船只和浮标的观测方法存在成本高或实时性差的问题，导致观测频率低，防灾信息的获取和传输存在延迟，如图3。为了克服这些问题，需要一种新的海面平台。因此作者提出基于无人机 GNSS-A系统。基于无人机的GNSS-A系统的优点是允许高频、近实时部署和低成本的海底大地测量观测。并且当使用双频GNSS时，可以部署该系统以获取厘米级精度的高频观测。

目前，无人驾驶飞行器(UAV)被用于各个领域，包括地球物理学。无人机大致分为小型直升机和大型飞机类型。小型直升机具有近距离飞行能力、高机动性、小载荷能力，大型飞机具有长距离飞行能力、低机动性、大载荷能力。在海洋工程中，已经提出使用直升机型无人机进行数据收集。由于飞行距离的限制，直升机不能用于自主进行海底大地测量。则需要使用无人机来进行这些观测。

在本文研究中，作者使用太空娱乐实验室有限公司最近开发的水上飞机无人机HAMADORI6000，如图4， 在此飞机上装载 GNSS-A 设备进行了观测实验，它专为在海面上起飞和降落而设计。这种无人机在制造和燃料成本方面比船舶便宜得多。它的设计飞行速度为80公里/小时或更高，使其能够快速到达观测地点。因为它也可以在海面上高速移动，所以即使在强流环境下也能进行观测，如图2。

无人机类似于浮标，在海平面上会经历相当大的运动。作者进一步说明使用水上飞机无人机进行直接海洋和海底观测有望在各种海洋工程领域发挥作用，特别在海中运输海洋机器人（例如自主水下航行器和遥控航行器）以作为与海面通信的基地对于海洋机器人技术来说非常重要。并且使用海底声纳进行海底探测和观测可应用于大多数海洋研究领域。相关研究成果发表在《nature》期刊上。

来源：nature