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　　无人机和其它机器人一样，要在危险或未知的环境代替人类从事繁重枯燥的作业。因为成本等各种考虑，无人系统的安全系数要低于有人系统，比如，有人飞机大多数配备两个发动机，而无人机大多数配备一个发动机。但正因为硬件配置的规格低于有人系统，就更需要按照严格的飞行准备程序和要求开展作业，以尽最大可能确保飞行安全。我们此次带来科考的大白鲨无人机，是一套固定翼的无人机系统，由于是一套新研制的无人机，在国内并没有大量的飞行测试。它的机体结构、动力、导航飞控等各个子系统能胜任南极冰盖的环境吗?2014年12月16日，怀着兴奋而又忐忑的心情、我们开始了紧张的组装测试工作。

组装完成的大白鲨无人机

　　
　　当完成机翼、尾管和机身的组装后，一架翼展5.4米、长度3.2米的飞机就展现在冰雪面上，而它特别的前三点式雪橇恰是为在冰雪面起降量身定制。当机体安装完毕后，我和飞行操纵手曾庆儒一起检查了所有的螺钉、连杆、铰链，证明没有机械故障隐患。

左起：机械师费宇豪、梁建宏、曾庆儒

　　
　　第二个比较特殊的系统是导航系统。虽然经过了上千小时的飞行测试，但来到南极环境却还是第一回。爱好户外运动的人一般都掌握用手表、太阳找北的方法，但是要找到更精确的“真北”，就需要手持GPS的帮助，首先在A点放下标记，然后手持GPS往大致的南方走，保持手持GPS读数经度不变，纬度改变，达到一定距离后停下标记B点，在B点向A点望去，那就是“真北”的方向。 

曾庆儒把无人机训练机搬回集装箱，设备箱前、后已经吹出了小雪丘

　　
　　这套导航系统校准真北的原理是类似的，A、B点的距离要求大于80米，我和曾庆儒反复执行磁场校准流程，每次都要拖动飞机80米，但是得到磁场航向误差始终大于40度，而飞控系统建议的磁航向误差是小于10度！哪里出了问题？我一时六神无主，只好打卫星电话向国内求助，此时已经是北京时间夜里12点，电话直接打到了导航系统的首要设计者那里，他给我的建议是排除现场的干扰。哪里有干扰？我站在中山站南50公里的冰雪面上，只听见呼呼的风声和发电机舱低沉的隆隆声，唯一的怀疑只好落在这台几十千瓦的发电机上，难道在近百米距离上它对磁场有干扰？关闭发电机后，又是一番校准，得到的磁航向误差在20~40度不等。

在冰雪面停放的大白鲨无人机，机头指向盛行风方向

　　
　　经过一天的折腾，调试进程因为“找不到北”而暂时停下来，我们把小设备放回集装箱里，大白鲨拆卸主翼后，索性直接停在冰面上。过了十二点，地吹雪又开始刮起来，我们躺下休息时已经不知道是几点。也许是因为新的环境刺激了大脑，夜里我做了一系列奇怪的梦，在第一个梦里，一个叫“北”的人在五道口铁道对面向我招手，当火车开过、护栏打开的时候，那个人不见了；在第二个梦里，我用卫星电话给他打电话，无论我怎么摆放天线，他的声音始终混沌不清；在第三个梦里，电话终于清楚了，他说他要考我的研究生，我们正聊得投机的时候，他突然问我是不是导航专业的，我顿时头大了……

50公里冰盖自动气象站

机械工程及自动化学院 转发
2015年3月24日