无人机航测系统的介绍

1、无人机航测系统的介绍一、前言无人机应用是当下炙手可热的产业，不少巨头企业纷纷布局其中。日前在深 圳举办的航天航空科技展上，各种高新科技大放异彩，其中最引人瞩目的当属无 人机产品。而今年11月在珠海航展上，最让人耳目一新的科技成果莫过于中国 电科CETC披露的我国第一个固定翼无人机集群试验原型，实现了 67架规模的集 群原理验证，打破之前由美国海军保持的50架固定翼无人机集群的世界纪录， 这是我国无人机技术在军事应用领域的一项重大突破。同样在航拍航测、农业植保、电力巡检、国土资源普查等民用领域，无人机 同样发挥着举足轻重的作用。下面本文就无人机航拍航测方面做简单介绍，说明 无人机航测系统的组成架

2、构，抛砖引玉，以飨读者。二、无人机航测系统简介无人机航测是一种新型的获取地理信息的方式，相比于传统的测量测绘，可 以很方便的用较小的时间和人力物力代价获取较高精度的外业数据。三维激光扫 描技术(Lidar)采用非接触主动测量方式直接获取高精度三维数据，没有白天和 黑夜的限制。它具有扫描速度快、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等 特点，可以极大地降低成本，节约时间，提高整体作业效率。目前主流的无人机航测系统(Lidar)按照组成部分分类可以分为：地面基站 端，无人机移动端和相关配套的软件设施等。按照功能模块分主要包括：无人机飞控平台，用来搭载各种设备，针对不同的应用行业对续航能力 有不同的

3、要求。动态差分GNSS接收机，用于确定扫描投影中心的空间位置，通过接收卫 星的数据，实时精确测定出设备的空间位置，再通过后处理技术与地面 基站进行差分计算，精确计算得出飞行轨迹。姿态测量装置(IMU)，用于测量扫描装置主光轴的空间姿态参数，由装置 将接收到的GNSS数据，经过处理，求得飞行运动的轨迹，根据轨迹的 几何关系及变量参数，推算出未来的空中位置，从而测算出该测量系统 的实时和将来的空间向量。由于在飞行过程中，飞机会受到一些外界因 素的影响，此时，实际轨迹由惯导装置测定，通过动力装置调整，使飞 行精确按原轨迹运动，所以该系统也称作为惯导系统。激光扫描测距系统（Lidar）,用于测量传感器

4、到地面点的距离，它的数据 发射量和功率非常大，每秒最多可发射12. 5万个激光点，测量距离为 离地面30-2500m。测量到地面的激光点密度最高可达65个/m2，正常飞 行高度情况下（航高800m），在植被比较茂密的地区也有一定量的激光点 射到地面上。可利用专业软件对数据进行处理辨别出地面点或是植被点 等。一套成像装置（主要是数码相机），用于获取对应地面的彩色数码影像， 用于最终制作正射影像，采用高分辨率数码相机（2200万像素），在1000m 的飞行高度，影像地面分辨可达到250px，可以获得高清晰的影像。通 过影像与激光点数据整合处理后，可以得到依比例、带坐标和高程的正 射影像图。在不同航

5、高下，可以按需要得到1:250-1:10000不同比例尺 的正射影像。三、高精度定位产品在航测中的应用目前无人机上使用的定位技术主要有两种RTK和PPK，前者主要给飞控提供 实时的高精度的位置速度等信息，后者则和航测联系更加紧密，主要用来和相应 的POS数据匹配，提高航测数据的精度。RTK定位技术相信大家都已经耳熟能详，下面就简单介绍一下PPK定位技术。PPK定位原理PPK技术（post processing kinetic）又称动态后处理技术，是利用载波 相位进行事后差分的GPS定位技术，其系统也是由基准站和流动站组成。与RTK 实时载波相位差分定位技术既有共同点也有不同点，可以作为RTK技

6、术的补充， 其主要作业过程包括外业观测数据和内业数据处理。RTK技术优势自不必说，虽然作业距离远但总是有接收不到差分信号的时 候，或者有的时候在山区测量移动站作业距离近，远了就没办法接收到差分信号， 这就是RTK的弊端，差分信号是通过数据链传输，或多或少会受到环境因素的影 响，这个时候我们就可以应用PPK技术进行测量，利用PPK技术不需要数据通讯， 作业半径可以达到300公里以上，在RTK受到限制的区域也能利用GPS进行动态 测量，是对RTK的一种重要补充作业方式。PPK的主要工作原理：利用进行同步观测的一台基准站接收机和至少一台流 动接收机对卫星的载波相位观测量；事后在计算机中利用GPS处理软件进行线性 组合，形成虚拟的载波相位观测量值，确定接收机之间厘米级的相对位置；然后 进行坐标转换得到流动站在地方坐标系中的坐标。五、展望未来无人机技术发展日新月异，GNS