无人机水质采样与快速监测技术规程（征求意见稿）

1T/JXEA117—2026无人机水质采样与快速监测技术规程本文件规定了无人机水质采样与快速监测的系统组成、设备要求、作业准备、采样流程、监测方法、数据处理、质量控制、安全保障及档案管理等方面的技术要求。本文件适用于利用无人机进行地表水（河流、湖泊、水库、渠道等）的水质采样与快速监测作业，包括常规监测、应急监测、科研调查等场景。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB338地表水环境质量标准GB/T14848地下水质量标准HJ494水质采样技术指导HJ91.2地表水环境质量监测技术规范HJ589突发环境事件应急监测技术规范GB/T38996民用轻小型无人机系统试验方法GB/T38152无人驾驶航空器系统术语ISO5667-6:2014水质—采样—第6部分：河流与溪流采样指南3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1无人机水质采样系统集成无人机平台、采样装置、控制单元、定位模块、数据传输设备等，用于实现远程、自动或半自动水质采样的系统。3.2快速监测利用搭载于无人机的传感器或检测设备，在采样现场或近实时条件下对水质指标进行快速测定的过程。3.3采样点位根据监测目标与布点原则确定的用于采集水样的具体地理位置。2T/JXEA117—20263.4悬停采样无人机在预定点位空中悬停，通过释放采样装置进行水样采集的作业方式。3.5水质传感器可实时或近实时测量水体中物理、化学或生物参数的探测设备，如pH传感器、溶解氧传感器、浊度传感器等。3.6数据链路实现无人机与地面控制站之间数据传输与指令控制的通信系统。3.7作业空域经批准可用于无人机飞行的三维空间范围。4系统组成与设备要求4.1系统组成无人机水质采样与快速监测系统应包括以下基本组成部分：a)无人机飞行平台；b)水质采样装置或快速监测传感器；c)飞控与导航系统；d)地面控制站；e)数据接收与处理单元；f)电源与能源管理系统；g)安全与应急装置。4.2无人机平台要求4.2.1应具备良好的稳定性与抗风能力，在风力≤5级条件下可正常作业。4.2.2最大起飞重量应满足搭载采样设备与传感器的需求，并保留不少于20%的安全余量。4.2.3续航时间应不少于25分钟，或能满足单次作业覆盖所有预设采样点的需求。4.2.4应具备精准定位功能（如RTK或PPK水平定位精度不低于±10cm，垂直精度不低于±20cm。4.2.5应具备自动巡航、定点悬停、航线规划、一键返航等功能。4.3采样装置要求4.3.1采样装置应具备自动触发、深度控制、防污染设计等功能。4.3.2采样容量应不少于500mL，材质应符合HJ494中对采样容器的要求。4.3.3应具备采样过程记录功能，包括采样时间、位置、深度等信息。4.3.4适用于不同水深采样，最大采样深度不低于2m。4.4监测传感器要求4.4.1传感器应具备轻量化、低功耗、快速响应特性。T/JXEA117—202634.4.2测量范围与精度应符合监测指标的国家或行业标准要求。4.4.3应具备实时数据传输与存储功能。4.4.4应定期进行校准，校准周期不超过3个月。4.5地面控制与数据处理系统4.5.1地面控制软件应具备航线规划、实时监控、数据预览、任务管理等功能。4.5.2数据处理软件应支持监测数据的自动接收、存储、导出与初步分析。4.5.3系统应具备数据备份与恢复机制。5作业准备与计划编制5.1前期调查5.1.1收集作业区域的地理信息、水文气象资料、空域管制情况、敏感目标分布等。5.1.2现场勘察应包括起降场地评估、障碍物识别、电磁环境测试等。5.2采样点布设5.2.1应依据监测目的、水体特征、污染源分布等因素科学布设采样点。5.2.2采样点数量应满足统计学要求与监测规范，一般不少于3个点/公里（河流）或5个点/平方公里（湖泊）。5.2.3采样点位置坐标误差应不大于1m。5.3作业计划编制5.3.1作业计划应包括以下内容：a)任务目标与监测指标；b)采样点布设方案；c)作业时间与气象条件要求；d)设备配置与人员分工；e)航线规划与空域申请；f)应急预案与安全措施。5.3.2作业计划应经技术负责人审批后方可执行。5.4设备检查与校准5.4.1飞行前应对无人机进行全方位检查，包括结构完整性、电池电量、传感器状态、通信链路等。5.4.2水质传感器应在作业前进行现场校准或验证。6采样作业流程与技术规范6.1作业启动条件6.1.1气象条件应符合：风速≤5级，能见度≥3km，无降水或强对流天气。T/JXEA117—202646.1.2空域使用已获批准，且无其他航空器干扰。6.1.3所有设备已完成检查与校准。6.2飞行操作规范6.2.1起飞前应进行航线确认、返航点设置、失控保护设置等操作。6.2.2飞行高度一般控制在距水面10~30m之间，避免过低飞行引起水面扰动。6.2.3悬停采样时，应保持无人机稳定，悬停时间不少于20秒。6.3采样操作规范6.3.1采样前应记录点位编号、时间、气象条件、水面状况等信息。6.3.2采样装置应在接触水面前进行清洁或预冲洗。6.3.3采样深度应根据监测要求设定，一般不少于水面下0.5m。6.3.4采样过程应避免气泡产生与水体二次污染。6.3.5采样后应立即对样品进行标识、密封与低温保存。6.4快速监测操作规范6.4.1传感器应在入水前完成预热与校准。6.4.2监测过程中应保持传感器与水体充分接触，避免附着气泡。6.4.3每个点位监测时间应不少于60秒，确保数据稳定。6.4.4监测数据应实时传输至地面站，并现场备份。6.5异常情况处理6.5.1遇设备故障、气象突变、通信中断等情况，应立即中止作业并启动应急预案。6.5.2采样或监测数据异常时，应记录异常原因并安排复测。7监测数据处理与分析7.1数据接收与校验7.1.1实时接收的监测数据应进行完整性、合理性校验。7.1.2异常数据应标记并说明原因，必要时予以剔除。7.2数据预处理7.2.1对传感器数据进行温度、压力补偿修正。7.2.2对采样数据进行编号、分类与格式标准化。7.3数据分析方法7.3.1可采用时空插值、趋势分析、相关性分析等方法进行数据处理。7.3.2应结合地理信息系统进行空间分布可视化表达。7.4结果评价与报告编制7.4.1监测结果应与GB3838等标准进行比对评价。T/JXEA117—202657.4.2报告应包括监测目的、方法、点位、结果、分析与建议等内容。7.4.3报告应由编制人、审核人、批准人三级签字确认。8质量控制与安全保障8.1质量控制体系8.1.1应建立涵盖作业全流程的质量控制程序。8.1.2每批次作业应设置不少于5%的平行样或重复样。8.1.3应定期进行设备比对与人员考核。8.2作业安全规范8.2.1作业人员应持证上岗，并定期接受安全培训。8.2.2应设置作业警戒区，禁止无关人员进入。8.2.3水上作业时应配备救生设备与应急通讯工具。8.3设备维护与校准8.3.1无人机应每半年进行一次全面检修。8.3.2传感器应每3个月进行一次实验室校准。8.3.3建立设备档案，记录使用、维护、校准情况。9数据管理与归档9.1数据存储要求9.1.1所有监测数据应分类存储，包括原始数据、处理