系留无人机由地面电源供电，通过系留线缆向空中的无人机平台输送电能，可实现无人机不间断的空中悬停，最大悬停高度可达 100 米以上，且操作简单，

  一键自动起降，并可根据需要搭载光电监测设备、通信设备等各类应用载荷。

  主要特点：

  航时长，车载供电 24 小时全天候滞空；

  载荷大，5-15kg 有效净载荷；

  稳定性好，100m 高空稳定平台；

  定位精度高，厘米级精确定位；

  智能化程度高，与自由移动基站车辆位置精确跟随；

  操作简单，一键自动起降。

  主要功能：

  通过地面发电机进行供电，可 24 小时不间断滞空；

  该单元可用车辆载运；

  通过地面站设置高度并实现一键起飞；

  通过地面站一键降落回收；

  支持人工控制模式和自动飞行模式；

  人工控制模式时，通过摇杆控制无人机运动；

  自动飞行模式时，可实现无人机自动悬停和车辆自动跟随；

  车辆静止时，无人机自动悬停在车辆上方；

  车辆运动时，无人机自主跟随车辆运动。

  系留无人机的应用

  1）搭载雷达

  系留无人机搭载小型一体化雷达，可对地面、海面、低空目标开展长时间的搜索、监视和跟踪，能有效满足长时间空中持续监视的需求，可广泛应用于情报、监视、侦察以及其它安全行动。

  搭载可见光、红外摄像头系留无人机搭载可见光或红外摄像头，可对地上、海上、空中目标进行长时间搜索、监视和跟踪，广泛应用于侦查、反恐、勘测、环境监控、森林防火、管线巡检等领域。

  3）搭载通讯基站

  系留无人机搭载 LTE 一体化外挂式基站，可提供语音、视频等应急通信保障

  服务，可广泛应用于通信中继、防灾监控、电子干扰、灾情预警等公共安全和民

  用领域。

  3. 系留无人机的应用优势

  系留无人机因为其长航时、大载重、操作简易、安全约束、响应快速等突出优点，在很多应用领域较普通非系留多旋翼无人机有着许多特有优势。

  非系留多旋翼无人机的缺点如下：一是由于缺少必要的约束，一旦失控，会

  任意飞向任何地方，带来不可预测的危害，存在较为严重的安全隐患；二是由于其动力完全由电池提供，因此无法进行长航时或大载重的飞行，在很多无人机应用场景中，经常需要进行长时间的持续监视，而且需要携带摄像、通信传输等多种设备进行作业；三是非系留多旋翼无人机的操作有一定的技术门槛，操作手需经过培训认证。

  与之相比，系留无人机由于有线缆的约束，可以有效地确保其飞行安全性，即使飞行出现紧急状况，也可以将其控制到有限的范围内，而不是到处乱飞，最大程度地降低了其飞行风险；另一方面，由于采用系留的方式由地面供电，可以携带大重量的载荷长时间悬停在空中，满足对指定区域进行长时间不间断监测并将所得的高清图像向远端应急指挥中心推送的需求；同时，由于系留无人机的作业只需要在垂直方向起降、悬停即可，因此经过专门的智能化和自动化设计，系留无人机可以一键起降作业，只需要一键设定好高度后一键起飞，即可开展监测作业任务，操作人员使用极其简单，无需经过任何专门的培训认证。

  4. 系留无人机监视系统的安全措施

  为了确保系留无人机监视系统的安全可靠运行，针对系留无人机作业的特

  点，专门设计了以下的安全措施：

  系留无人机飞控采用工业级 IMU 传感器，具有稳定性好，数据漂移小、抗冲击性能强，高低温适应性好的等优点。惯性导航单元采用冗余设计，飞控采用两组独立的 IMU 设计，当一组 IMU 发生故障或出现错误测量数据时，自动切换到另外一组 IMU。非线性 EKF 滤波算法融合了加速度计、陀螺仪、磁传感器、气压计、GPS 等多种传感器数据，保证无人产位置姿态数据的平滑和稳定。

  系留无人机采用多种卫星定位技术，同时安装一套差分 GPS 系统和一套单点 GPS 系统。差分 GPS 定位系统可以提供近似厘米级的定位精度，当差分 GPS 出现故障时，单点 GPS 系统自动切换，保证系统正常工作。

  系留无人机飞控具有多重安全措施保证系统的稳定性。无人机数据链出现异常后，无人机自动降落；GPS 信号出现遮挡并且一段时间内无法恢复正常，无人机自动降落；无人机供电系统出现故障，系统自动切换到备用电池供电，并且自动降落。

  为了防止电源系统故障造成严重的坠机事故，系留无人机通过备电系统保证地面电源系统发生故障时，飞机可以正常返航，因此对系留无人机的备电系统进行了专门设计：

  ①电源系统监测

  通过各种传感器实时测量电源系统的电压、电流、温度等参数，通过这些状态实时监控电源系统的健康状态。一旦发生故障，迅速发出报警并启动备用电源系统。

  ②备电快速切换

  主电源发生故障时，需要保证备电系统进行无缝切换。系统通过可控硅进行切换，系统反应时间可小于 1ms。

  ③备用电池智能管理

  对备电电池电压、电流进行实时监控，当电池性能下降时，及时通知用户进行电池更换。

  5. 系统设计

  1)六旋翼无人机平台

  六旋翼无人机平台是专门为系留无人机系统开发的安全、稳定、高效的无人机平台，并定制专用的航空箱，以确保其运输中的安全，如图所示。

  六旋翼系留无人机平台及其航空收纳箱

  六旋翼无人机机身采用高强度碳纤维一体成型技术，碳纤维材料拥有更轻的重量和更高的强度，保证了飞行器的整体强度并兼具一定的韧性；重要连接件采用航空铝 CNC 加工，既保证结构强度又控制了整机重量；整机采用机臂快速拆卸结构，拆装时间小于 2分钟，利于包装和运输；

  动力系统采用大功率高效盘式电机，配合碳纤维螺旋桨，提供了超强的负载能力；配置尺寸为 850mm*850mm*900mm 的专用航空箱，以确保无人机平台

  运输过程中的安全。

  六旋翼无人机技术参数如下：

  项目

  指标

  机体材质

  碳纤维及航空铝合金

  轴距

  1600mm

  展开尺寸

  1600mm*1600mm*550mm

  收纳箱尺寸

  850mm*850mm*900mm

  最大起飞重量

  30kg

  最大升降速度

  ±5m/s

  最大飞行速度

  10m/s

  工作环境温度

  -25℃~60℃

  2)飞控系统

  针对系留无人机一键起降、自动悬停、精确锁高、精准定位、抗风稳定等要求，专门为系留无人机系统研发了高集成度、高可靠性的专业级飞行控制系统。该飞行控制系统集成了高精度的工业级惯性传感器、高精度差分模块以及高精度航空天线，并且以高标准制造工艺，实现稳定可靠的飞行性能和高精度自动驾驶及导航定位功能。

  ◆出色的惯导融合算法

  卓越的飞行控制输出非线性制导率和非线性姿态控制算法，提高了系统鲁棒性。全自动起降功能通过与遥控器或地面站的配合控制，可实现一键起飞、一键降落，降低使用难度。

  ◆极强的抗风性

  通过非线性姿态控制算法，不依赖于对象的精确数学模型，适用于参数变化

  范围宽、干扰作用大的非线性系统，抗风等级达到 6 级。

  ◆深度集成差分 GPS

  集成高精度实时差分模块，定位精度±5cm，支持全自主起降、精确定高，有效解决了系留无人机的精确锁高、精准定位等问题。

  系留飞控系统的技术参数如下：

  项目

  指标

  垂直：±0.3m

  悬停精度

  水平：±0.5m

  抗风等级

  持续 5级，阵风 6级

  最大倾斜角度

  35°

  工作环境温度

  -25°C ~+60°C