氣象的案例
邊界層氣象探測無人機在江蘇問世！實現垂直探測數據更加精準
近日，江蘇蘇省金壇國家綜合氣象觀測專項試驗外場（交通氣象），一架旋翼式無人機緩緩上升，搭載著氣象探測傳感器，對邊界層氣象環境進行探測。
這是江蘇省氣象科學研究所（以下簡稱省氣科所） 自主研發的邊界層氣象探測無人機，選用了輕型化、小型化，符合邊界層氣象探測高分辨率、高靈敏度、高準確度要求的集成氣象傳感器，不僅適用于交通氣象觀測領域，還可以根據不同的觀測需求“定制”不同的飛行模式。
江蘇省氣科所高級工程師吳泓介紹，利用無人機進行邊界層探測可以“無視”風的影響，實現真正的垂直探測，確保采集的數據更加精準。江蘇的無人機氣象觀測始于2016年。此前開展氣球探測時，需確保多地同一時間施放，人工操作導致的誤差使得實驗結果難以滿足實際需求。于是，吳泓產生了“把傳感器放在無人機上，通過聯網操控確保起飛時間一致”的想法。在通過可行性研究后，省氣科所迅速組建研究團隊開始技術研發。
很快，研究團隊自主研發的無人機邊界層氣象探測系統經過設計、研發、飛行試驗以及風洞實驗和氣動仿真實驗等技術攻關，完成定型。與此同時，一個頂著尖尖腦袋（傳感器），形似六爪蜘蛛（飛行旋翼） 的大型無人機系統也研制成功。
在研發設計以及應用過程中，無人機的功能不斷完善，團隊研制了兼具高靈敏度和高準確度的無人機邊界層氣象探測專用傳感器；無人機平臺實現了飛行高度大于3000米的設計目標，不僅滿足平原地區邊界層探測使用，還可以在高原地區使用，且飛行高度可達2000米。多次探測飛行試驗證明，無人機的水平定位精度進入0.5米范疇，空載續航時間超過70分鐘，抗風等級大于等于15米/秒。
全新的氣象觀測無人機能夠應對多種復雜氣象環境，豐富了氣象觀測數據的應用場景，提升了探測數據的使用價值。
展開 氣象儀器知多少？
農業氣象觀測設備
農業氣象自動觀測系統是對農作物及其賴以生存的外界環境（農田、土壤）進行實時觀測，根據業務需求主要對農田小氣候數據、土壤數據、作物長勢參數和圖像及實景監控視頻進行采集，整套系統可采用農電/太陽能/風能等多種供電方式進行供電，可通過光纖/3G/WiFi/微波等多種通信方式與上位機軟件進行數據交互。配套的農業氣象觀測自動采集及綜合處理平臺具有觀測數據的整理和入庫、臺站參數設置、設備運行狀態監控、日志管理、氣象觀測數據查詢與顯示、作物災害分析與預警、作物長勢顯示、數據上傳等功能。
交通氣象站
交通氣象觀測站能夠精確、及時地監測道路環境狀況，并且能夠與交通管理部門的其它監控子系統相結合，實現智能化的交通保障網絡系統，能夠對霧、路面結冰、積雪等高速公路所需的各種監測要素進行實時監測。
新一代C波段多普勒天氣雷達
CINRAD/CC型天氣雷達是中國氣象局用于國內氣象業務組網探測的新一代C波段全相參多普勒天氣雷達。該雷達能夠監測400公里范圍內的熱帶氣旋、暴雨等大范圍強降水目標，有效監測和識別距離大于200公里的龍卷、雹云、冰雹等中小尺度強天氣現象，徑向風速測量的范圍達到±36米/秒。
來源：長沙天氣
展開 NASA開發飛翼滑翔機進行氣象數據采集
美國航空航天局（NASA）近日表示，將打造一款能收集氣象數據的全新滑翔機：氣象災害預警和感知技術輻射無線電探空儀滑翔機（WHAATRR）。這種滑翔機能夠降低收集氣象數據的成本，并迅速將數據提供給美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）等，預計每年可幫NOAA節省1500萬美元成本。
WHAATRR基于NASA正在研制的Prandtl-M火星飛行器研制，后者是一種針對火星稀薄大氣對展向載荷分布進行優化設計以改善氣動效率和控制特性的無尾飛翼飛行器。 WHAATRR受到了NASA創新啟動資金資助，獲得了10000美元的種子資金，研究團隊由阿姆斯特朗飛行研究中心、戈達德空間飛行中心、沃羅普飛行研究所等的研究人員組成。
WHAATRR翼展預計為0.9米，采用碳纖維復合材料結構，NASA將從距離地面約6000米的氣象氣球上發射這種滑翔機。最終的測試將包括從30000米高空釋放滑翔機，并使用飛行控制程序將其帶到預先選定的目的地。NASA認為，與目前采用的氣象氣球或其他方法相比，WHAATRR能夠提供更加精確、實時、低成本的氣象數據。
在氣象探測方面，NASA還在其“伊卡納”無人機（通用原子公司的捕食者B）上安裝了由松下公司開發的“對流層機載氣象探針（TAMDAR）”。TAMDAR已經在商業航線上使用了12年以上，用以搜集大氣數據，而這是其首次在大型無人機上使用。NASA還設想在其DC-8有人駕駛研究機和全球鷹無人機上安裝TAMDAR進行氣象觀測，并可在惡劣氣象條件下釋放WHAATRR進行氣象探測。
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展開 濕度傳感器模塊HW2200用于氣象站低濕度環境下的高精度精確監測
氣象站作為基礎氣象監測設備,憑借穩定的運行和精準的數據，廣泛應用于能源、鄉鎮防控、生態科研、市政建設等多個領域。它可實現全天候無人值守，自動采集各類氣象要素，實時上傳數據，為各行業提供可靠的氣象支撐。根據其監測功能的差異，氣象站可分為：便攜式氣象站、高精度氣象站、高速公路氣象站、森林火險氣象站及校園氣象站、電力氣象站、光伏氣象站、景區氣象站、社區氣象站。無論該氣象站的使用地點在哪里，對于環境濕度能否實時高精度監測，是衡量該氣象站能否正常工作的核心指標之一。 基于此需求，工采網代理了韓國Samyoung低濕度精確測量HW2200濕度傳感器模塊，該傳感器為管狀外形，方便穿墻安裝，能夠真正經濟高效地直接測量露點或含水量，長期用于低濕度環境中不會影響濕度傳感器的特有功能 。
由于氣象站的特性以及應用地點廣泛，因此對于濕度傳感器的監測范圍要求很高。濕度傳感器模塊HW2200的濕度監測范圍可以達到0%至100%RH,測量分辨率為0.4%RH，完全可以滿足各種類型氣象站對于監測范圍和分辨率的要求。同時，該傳感器支持低濕度范圍內的高精度監測，保證氣象站在惡劣的應用環境下的可靠性和穩定性。
氣象站的功能決定了其大部分部署在室外露天環境中，而且在溫度較高或較低的地方，因此能否在高低溫環境下正常監測環境濕度成為核心指標之一。基于此需求，濕度傳感器模塊HW2200濕度能夠保證其濕度監測性能與溫度不敏感。當外部環境條件10~50℃，1~20%RH時，溫度系數僅為-0.05%RH/℃，較低的溫度系數，不會因為環境溫度的變化引起濕度監測的偏差，提高了器件的穩定性和可靠性。為了能夠迅速反應環境濕度，保證氣象站監測能力實時準確，該款濕度傳感器的預熱時間僅150ms，在5%~10%RH相對濕度范圍內，時間常數不超過10s。
展開 
紫外線傳感器用于戶外紫外線強度及氣象站監測
戶外氣象站采用嵌入式技術，可用于測量風速、風向、氣溫、氣顯、氣壓、紫外線、全輻射、雨量、蒸發、土攘溫度、土壤水分等各類氣象數據。系統釆用模塊化設計, 可根據用戶需要(測里的氣象要素) 靈活增加或減少相應的模塊和傳感器, 任意組合、方便、快捷的滿足各類用戶需求。其中紫外線強度測量采用了工采網的紫外線傳感器。
系統自帶顯示、自動保存、實時時鐘、數據通訊等功能。該戶外氣象站有技術,測量精度高，數據容量大，遙測距離遠，人機界面友好，可靠性高的優點。廣泛用于氣象、海洋、環境、機場、港口、工農業及交通等領域，也適合學校和科研機構使用。戶外氣象監則站，模塊化組合，安裝簡單，方便快捷。
具有氣象數據釆集、氣象數據定時存儲、參數設定、友好的人機界面和標準通信功能，氣象數據監測平臺通過上位機軟件設置記錄間隔。對所要實現自動采集記錄的參數(風速、風向、空氣溫濕、紫外線強度、雨量等)進行設定,以滿足自動采集記錄要求。連接計算機可以對被監測環境的數據進行實時監測、曲線顯示、數據保存、數據處理等管理功能, 超岀設定閾值后系統自動報警。上位機軟件具有多種界面顯示、數據存儲、數據打印、數據查詢與統計、用戶管理等功能。系統支持數據庫持久化存儲及Excel格式數據導出。
紫外線指數是指當太陽在天空中的位置最高時（一般是在中午前后，即從上午十時至下午三時的時間段里），到達地球表面的太陽光線中的紫外線輻射對人體皮膚的可能損傷程度。紫外線指數變化范圍用0－15的數字來表示，通常，夜間的紫外線指數為0，熱帶、高原地區、晴天時的紫外線指數為15。當紫外線指數愈高時，表示紫外線輻射對人體皮膚的紅斑損傷程度愈加劇，同樣地，紫外線指數愈高，在愈短的時間里對皮膚的傷害也愈大。
展開 超聲波風速傳感器在車載氣象站中的應用
隨著環境問題日益嚴峻，氣象監測的重要性也越來越突出。與立桿式氣象站不同，車載氣象站是一款高精度自動氣象站觀測設備。該設備由手提箱式采集儀、車載氣象站采集設備組成，專針對于車輛、船舶等移動交通工具而設計。設備有磁吸座式及工型架兩種安裝方式。因其移動性強，功耗低，便捷的安裝拆卸，隨時隨地可進行采集環境內數據，便于移動監測等特點成為氣象監測的一大利器。
車載式氣象監測系統由六大部分組成：智能氣體傳感器、數據采集儀、通訊系統、供電系統、磁吸式安裝支架、軟件平臺。它實現了數據的智能化采集、存儲、傳輸、分析和管理。系統通過布置在車載平臺的各類智能氣體傳感器，對環境中的溫度、濕度、有毒氣體濃度等參數進行檢測。傳感器輸出的模擬信號由數據采集儀采樣并轉換為數字信號。通訊系統將數字信號通過RS485和4G網絡上傳輸至監控中心。監控中心的軟件平臺對數據進行存儲、顯示、分析和管理。在氣象領域，通常需要對許多種自然現象進行觀察，如風速與氣象的變化，當然還有風向的變化，對于風向的測量工作，現在基本是使用風向儀或者風向傳感器設備來解決這個問題。
風速/風向傳感器利用超聲波原理測量風速風向，數據精準，無啟動風速限制，可以在零風速下工作，沒有角度限制，可以360°測量，且同時得出風速、風向的數據。在車載氣象站中的風速傳感器測量精度達到了±(0.2m/s±0.02*v)(v 為真實風速)，0~60m/s，風向傳感器精度測量能夠達到±3°，量程能夠達到0~359°，做到秒級傳輸，反應迅速靈敏。工采網代理的法國LCJ Capteurs 超聲波風速傳感器 CV7-OEM具有長期的穩定性且無需維護。聲音（和超聲波）通過它所穿過的流體的運動來傳遞。電聲換能器使用超聲波信號兩兩相互通信，根據正交軸確定由氣流引起的波傳播時間差。
展開 【CAE案例】應用水動力仿真建立海洋氣象區域模型
這些模型使用了先進的多用途有限元水動力模型open TELEMAC，生成網格的空間分辨率可選范圍極大，從整個海域數百公里的海岸邊界，到特定位置的水工建筑物，都可以精確描述海洋氣象變化。
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案例展示
研究區域
建立了三種不同的海洋區域模型來模擬地中海、墨西哥灣和波斯灣的運動特征。該模型使用open TELEMAC中的兩個模塊：用來模擬波浪的TOMAWAC和負責二維水動力的TELEMAC-2D，它們能夠模擬不同尺度下的各種海洋氣象過程。
網格
各區域網格的范圍設置得非常廣泛，凡可能對研究區域產生影響的海域均涵蓋在內。本次研究網格密度設定為5km。建立的三角形網格具有自適應的分辨率，會根據地形和海岸線的特征而輕微改變密度。
圖1
地中海區域模型的網格劃分
圖2
墨西哥灣區域模型的網格劃分
圖3
波
斯灣區域模型的網格劃分
大氣壓強
首先對模型所在區域進行了大氣壓強敏感性分析，通過與歷史數據的驗證，確定了各區域最適合的壓強數值設置，從而保證不影響后續參數進行率定。
邊界數據
隨著氣象衛星處理圖像效率和計算能力的不斷提高，全球尺度上海洋建模的精度和空間/時間分辨率都在不斷提高。有國際機構和組織開發了多套數據庫，負責收錄全球或局部區域范圍內的海洋氣象信息，能夠提供不同尺度、不同格式的邊界輸入數據。主流的有ERA5, CFSR, COSMO, TPXO。
展開 環境與氣象的CFD解決方案
從大的方向，ANSYS CFD對環境及氣象方面的研究與探索可以從城市熱環境、建筑風環境、大氣污染物擴散三個方面進行。
1、城市熱環境
在城市的生態環境問題中，城市熱環境問題是極為重要的一個方面。現代城市在快速發展過程中只注重經濟發展而不注重環境和地域特點的保護，現在的大都市普遍均一化，地域特色不足，尤其缺乏對地域氣候的適應性。在我國的夏熱冬冷地區，夏季炎熱的氣候條件使不少城市難以達到宜居環境的標準。而目前的氣候調節方式以人工調節為主。這種方式需要耗費大量的能源，并且對環境造成污染。這個問題在當前我國能源緊張的環境下顯得尤為突出。更為重要的是，消耗能源所產生的熱量，使城市熱島效應更為強烈，增加環境、氣候變化的脆弱性。另一方面，城市規劃中往往不會將綠地、水體等自然資源對區域小氣候的調節作為規劃中的主要考慮因素。如何通過建立人與自然的和諧機制，充分利用城市現有自然資源和氣候條件，形成良好的人地關系，成為現今城市急待解決的問題。
因而現階段，利用ANSYS CFD仿真技術分析基于氣候、生態環境的城市熱環境狀況，并為城市設計和城市規劃服務，逐漸成為解決城市熱環境問題的一個重要手段。
利用CFD進行城市和城區的熱環境分析，主要利用風環境作為城市熱環境變化的主要流通手段。而且城市的熱島效應也是依靠通風狀況來進行緩解。因此城市熱環境的好壞與城市風環境息息相關，成為研究的重點。
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衛星遙感探測原理與數據應用
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為軍事提供氣象服務
氣象衛星資料廣泛應用于軍事保障工作，如空軍靶場，著陸預報、遠程轟炸機航線天氣預報、危險天氣警報、特種軍事勤務保障、彈道導-彈系統的計算、氣象參數對通信和雷達系統的影響計算等，衛星資料起有重要作用。
美國還專門發射國防氣象衛星（DMPS），建立軍事氣象衛星體系，得到比民用氣象衛星分辨率還高的氣象資料，在越戰和中東戰爭中廣泛使用軍事氣象衛星資料，發揮了作用。隨著我國國防現代化、空間科學和尖端武器的發展，對氣象保障工作提出越來越高的要求。例如，衛星發射和著陸回收的地區人煙稀少，氣象資料缺乏，衛星可以提供及時而有效的資料。
在戰時，氣象衛星可以獲取敵區的氣象資料，為戰爭服務。同時，若敵方對我方實行封鎖，氣象情報來源中斷，此時氣象衛星可以發揮更大的作用。
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空間環境監視
氣象衛星上裝有空間環境監測器（SEM），測量太陽質子、電子流密度、a粒子、能量譜和總粒子能量等，確定衛星周圍的磁場強度和方向、估計太陽X 射線流量，探測太陽風和環繞地球輻射帶中的能量粒子，為高層大氣物理和空間科學研究提供資料。
更多信息，微信公號：RadarLab感知未來
展開 冬奧會和高性能計算的關系我藏不住了...
云化氣象監測，賦予
超強計算能力
氣象數據的特點之一是龐雜且數據量大。所以經常會受到可用計算能力的限制。想要提高氣象監測的精確度，算力就成了非常重要的一環。
早在2019年，中國氣象局曾提出的“計算”需求就包括：高性能計算系統峰值運算速度要不低于8000萬億次每秒、在線存儲容量要大于12.6PB、全系統可用度超過99%等等。
如果在本地自建機房，就無法避免大量成本的投入。后續也沒有足夠的專業IT人員對基礎設施進行及時的運營和維護。
面對這些問題，使用云端高性能計算或許就成了更好的選擇。
北鯤云一站式云超算平臺
北鯤云一站式云超算平臺持續助力氣象學研究。
基于MOM5全球海洋-海冰模式，中國某局開發了海洋資料EnOI同化系統，可實現對衛星海表溫度資料和衛星高度計資料的同化。
中國某局使用北鯤云一站式超算平臺最新的960個CPU運行該全球同化系統，12個小時即可完成未來一個月的海洋預報工作。
北鯤云為大家提供海量云計算資源，300+軟件開箱即用。歡迎大家向我們咨詢~
展開 
天氣預報技術這些年有沒有發展？什么時候才能準一點？
在英國，BBC天氣預報APP的用戶最多，然后是英國氣象局的APP。2月份，BBC改變策略，APP不再使用英國氣象局的數據，轉而使用MeteoGroup的數據，這是一家天氣預報公司，所有者是美國PE企業，為什么這樣做？因為BBC認為它的服務質量更好，價格更便宜。
ForecastWatch創始人Eric
Floehr提供一份數據統計，它們來自12個提供商，覆蓋英國29個地點，數據是2017年的。在精準度綜合評測中，Weather
Channel和Weather
Underground表現最好，AccuWeather排第五、MeteoGroup排第六、BBC排第九（數據來自英國氣象局）。如果只看降雨預測精準度，MeteoGroup排在第四位，BBC排在第十位。
如果預測不準，到底相信哪個？相信許多天氣APP用戶都會覺得難以選擇。最近幾年，預測精準度的確有所提升，既然如此，為什么不同提供商給出的結果還是不同呢？
有些預報商拿到的觀測數據更多，它們使用不同的算法計算，這些算法是以不同的模型作為基礎的，它們的細節等級也不同。有些APP只是簡單提取計算機模型預測結果，還有一些APP會聘請氣象學家審查數據，修正錯誤，如果是非正常或者極端天氣，氣象學家的作用更明顯。
AccuWeather副總裁Jonathan
Porter解釋說：“我們與政府、企業建立了獨特的關系，可以拿到最相關的實時數據，我們使用的預測模型數量超過125個，有全球、局部、國家或者地方預測模型。我們還在努力，將新數據庫放進去，增強算法。必要的時候，人類氣象學家會給出專業意見。”
有時，算法所使用的原始數據完全一樣，被不同的預報者使用，但是最終給出的結果卻是不同的。英國氣象局公共氣象服務主管Derrick
Ryall說：“APP之間有一個很大的不同：它們要做出選擇，到底展示怎樣的信息。
展開 超聲波風速風向傳感器以及溫濕度傳感器在遠洋捕撈中的應用
在適合遠洋捕撈的大洋區海域上經常會出現海上風暴以及強降雨等惡劣天氣，這嚴重威脅了海上作業人員的生命以及財產安全，所以海上作業人員要對海上氣象環境進行實時的監測，以避免遭受損失。海上氣象監測通常會采用自動氣象站作為主要的探測設備。自動氣象站是由電子設備或計算機控制的自動進行氣象觀測和資料收集傳輸的氣象站，一般由傳感器、變換器、數據處理裝置、資料發送裝置、電源等部分組成。其中，傳感器主要監測風、氣壓、氣溫、相對濕度、海面能見度、降雨量等自然因素。
海上氣象監測主要用到了風速傳感器、風向傳感器、溫濕度傳感器以及壓力傳感器等。針對上述傳感器，這里推薦在ISweek工采網進行購買。ISweek工采網是中國高科技門戶網站OFweek推出的工業科技產品直銷平臺，所有產品均來自于原始生產廠商直接供貨，非第三方轉售，所以可以提供用戶優惠的價格，高效的技術支持和原廠的質量保證及售后服務。ISWEEK工采網推薦以下幾個傳感器使用海上氣象環境監測上：
1. 法國LCJ Capteurs 超聲波風速傳感器 - CV7-OEM
傳統的風速計具有旋轉的機械部分，這些移動的部分容易使得傳感器損壞。超聲波傳感器設計旨在避免任何的機械部件，以確保最佳和更可靠的操作。超聲波風速傳感器具有長期的穩定性且無需維護。
聲音（和超聲波）通過它所穿過的流體的運動來傳遞。電聲換能器使用超聲波信號兩兩相互通信，根據正交軸確定由氣流引起的波傳播時間差。CV7-OEM換能器彼此之間進行通信，提供四種獨立的測量，而頭風測量矢量則用于計算。結合這些測量結果計算出相對于參考軸的風速及風向。溫度測量是用于校準。傳感器的設計減小了傾角的影響（基于空間的形狀，傳感器傾角的影響被部分校正）。
CV7_OEM超聲波風速傳感器可提供4個獨立的測試數據。
展開 全球首款大型人工影響天氣無人機首飛
“甘霖-Ⅰ”人工影響天氣項目是我國首次利用大型固定翼無人機開展人工影響天氣工作，填補了國內空白，成為世界首創，為全球氣象事業和生態環境建設貢獻中國智慧、中國方案、中國力量。
首飛儀式上，甘肅省人民政府與航空工業簽訂戰略合作框架協議，以“甘霖-Ⅰ”人工影響天氣項目為牽引，延伸無人機產業鏈條，全面優化甘肅省航空高技術產業結構，推動甘肅省航空產業發展，為甘肅省“智慧天空”建設做出積極貢獻。
甘肅省委副書記、代省長任振鶴，航空工業黨組副書記、總經理羅榮懷，中國氣象局副局長余勇，甘肅省委常委、常務副省長宋亮，甘肅省軍區司令員王文清，航空工業黨組成員、副總經理楊偉，甘肅省政府秘書長李志勛等出席首飛儀式。氣象局、民航局等政府有關部門及有關單位，甘肅省等地方政府，航空工業有關部門和所屬單位領導等參加儀式。
首飛儀式上羅榮懷表示，“甘霖-Ⅰ”無人機項目的順利實施，是甘肅省、中國氣象局和航空工業貫徹國家發展戰略和落實習近平總書記重要指示的具體行動。這型無人機作為國內第一款用于民用領域的大型無人機系統，開辟了航空先進裝備應用的新領域，是央地融合發展的重要體現。該項目在實施過程中，堅持創新發展的理念，突破了無人機防除冰系統設計、氣象探測作業系統一體化集成等關鍵技術，是大型無人機人工影響天氣的“全球首創”。航空工業將繼續與甘肅省通力合作，努力拓展無人機應用范圍，支持其產業化發展。按照雙方戰略合作框架協議，進一步加強與甘肅省在航空裝備研制、維修保障、通航產業、無人機試飛等方面的交流與合作，培育經濟發展新動能，切實推動地方經濟發展。
展開 靜音飛行新時代：HBK三重技術矩陣，精準鎖定無人機噪聲！
</p><p><br></p><p><strong>HBK方案：室外專業氣象監測集成系統</strong></p><p><br></p><ul><li>集成<strong>維薩拉(VAISALA)數字氣象站</strong>，實時監測關鍵氣象參數。</li><li>氣象數據無縫傳輸至<strong>BK Connect或PULSE Labshop</strong> 數據采集軟件。</li><li><strong>核心價值：同步采集</strong>氣象與聲學數據，實時監控環境合規性，并為<strong>后續聲學數據修正</strong>提供科學依據。</li></ul><p><br></p><p><strong>應用場景：</strong> 確保每一次室外噪聲測試都在標準允許的環境條件下進行，數據真實有效！</p><p><br></p><p><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/OZOcVSxAOZVTgCOycEJZeZjHicW3UDvqsqGMU52aDP0GMSe6GtK7TVwQQ6mA20sNib3yxV0aGCdnPIOZcgjecpQQ/640?wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p><br></p><p><br></p><p>第三重保障</p><p><strong>室外巡航，軌跡速度盡在掌握</strong></p><h2><br></h2><p><strong>挑戰：</strong>無人機在廣闊空域飛行，如何精確記錄其相對于測量麥克風的實時位置、速度和姿態？
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