固定翼轻型无人机航摄系统应用概况.doc

固定翼轻型无人机航摄系统应用概况2011年3月一、 固定翼无人机系统简介无人机结构简单、使用成本低，不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务。无人机航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。无人驾驶飞机为航拍摄影提供了操作方便，易于转场的遥感平台。二、 固定翼无人机软硬件配置(一) 硬件配置1. 系统组成和技术指标飞机型号垂直尾型机体部分机长2050 mm翼展2500 mm起降距离起飞15 m 降落40 m最大起飞重量18 kg巡航速度80-130 km/h续航时间2-3 h燃油93# + 2T(fc)实际有效载荷5 kg起降方式起飞：滑跑、弹射降落：滑跑、伞降，起落架为后三点滑翘带轮机身材料玻璃钢碳纤复合最大升限5800 m起飞速度约60 km/h最大抗风能力5级失速速度45 km/h降落速度50 km/h降落伞回收4型动力系统发动机型号日本小松发动机排量62 cc发动机螺旋桨2210电源系统发动机点火电池无(采用集成供电)舵机电池组三洋镍氢电池4000 mAh 6 V(2组)作业能力单架次航摄面积取决于地面分辨率获取影像分辨率0.05-0.2米成图比例尺1：500-1：20002. 航摄仪：佳能5Dmark II数码相机数码相机镜头紧固、镜头与机身依靠机械装置紧密连接，且经过严格检定，检定参数如下：性能参数主距24mm /35mm像元大小6.4um最高分辩率561637443. 辅助设备系统工具箱、地面监控站(便携式笔记本安装地面监控软件)、电台、手持GPS、航摄系统运输车(全顺汽车)、车载电源逆变器。(二) 软件配置包括曝光点设计软件、航摄质量快速检查软件、影像预处理软件。1. 航摄质量检查软件航摄质量检查软件可以检查航片影像重叠度和悬偏角。2. 影像预处理软件影像预处理软件能够利用非量测相机的检校参数对它所航摄的航片进行影像畸变差改正。3. 地面监控软件地面监控软件实现航摄任务的航线设计、各种飞行参数及设备状态显示、控制命令上传等监视控制功能。三、 生产流程1. 根据已有资料对生产区域进行分析，确定航空摄影方案并进行无人机航空摄影；2. 进行野外像片控制点和检查点测量；3. 利用无人机航空影像及野外控制点或已有控制点进行区域网平差成果数据，创建立体模型，并进行内业测图、野外调绘及数据编辑，得到DOM、DLG成果数据；4. 利用野外检查点对DOM、DLG成果进行检查；5. 生产其它专题图。四、 应用案例1. 2010年3月完成四川省都江堰市玉堂镇无人机航摄系统的试运行。在都江堰玉堂镇进行了1：1000以及1：2000的试飞行。根据飞行完成后所获取的影像，第一时间内做了高精度的空三加密实验。对在试验中出现的问题，进行了深入的探讨。结合无人机航摄系统的特点，进行了相应的数据操作。讨论基线布点，航飞数据处理，处理突发事故等无人机航摄系统具有的特点。在实验学习中收获了宝贵的实践经验。2. 2010年5月完成了绵阳市北川老县城数字三维模型高分辨率地面照片的拍摄任务，获取的数据经过处理能很好的达到预期效果。该数据已经应用于“原北川县城三维景观模型建设项目”。3. 2010年5月6月完成了四川省德阳市灾后重建1：2000地形图80平方公里左右。4. 2010年8月，我省特大泥石流地质灾害爆发，造成绵竹清平、都江堰龙池、虹口等地受灾特别严重，房屋倒塌，道路破坏，建筑物严重损毁，地形变化非常大，救灾指挥部和一线人员急需最新影像资料实施救援。在受到地理和天气条件的制约下，机组顺利完成了在绵竹清平、映秀、龙池、虹口的航飞任务。及时制作出山洪灾害前后影像对比图、山体滑坡专题地图、三维仿真等地图，为省政府和省应急指挥部等相关部门提供直观的抢险救灾地图，为开展空中救援、指挥调度和向灾区空投食物和饮用水，实施医疗救助，营救被困群众，判释公路设施毁损情况、抢修道路，以及部署灾后规划重建等提供决策支持。梁平德阳石羊金坛五、 应用前景无人飞机航摄系统是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广等特点,在小区域和飞行困难地区的高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，可应用于灾害应急处理、国土资源遥感监测、资源开发等方面。原北川县城三维地表模型映秀泥石流灾害影像地形图六、 存在的问题1. 全画幅佳能5D mark II相机尽管拥有像幅大小达到了56163744，但相对于传统航片的像幅还是相当的小，所以不可避免的增加了后继各工序工作量。2. 系统整体的稳定性和灵活性欠缺在现场遇到以下问题：发动机震动较大，电台有时无信号，震动引起机内设备共振。需要准备充足的响应配件。3. 场地要求较高 需要100米周边净空条件较好的场地，长度100 宽至少20米，在城区或山区作业时寻找场地较为困难。4. 操控性能要求较高飞机与培训时的训练机在机型、翼展、起飞重量、起落架类型（后三点式）上不同，对操控手要求较高；实际作业过程