航测型无人机介绍

【编者按】本文作者：陈晓帅，一名航测外业作业员

前天看了一篇杨宁先生写的《我对于无人机未来改进的看法》而无意间加了小编微信，小编说我是他认识的第一个做测绘，想找我写一篇关于无人机测绘的文章。我只能说从事航测也就一年，做飞手也就半年，故我只能谈谈平时是怎么作业，专业就算不上，由于涉及到商业机密，故名称型号之类的不能言明。

一、航测无人机的优势

无人机航测系统与传统测绘相比，具有使用成本低，机动灵活，载荷多样性，用途广泛，操作简单，安全可靠等优点，在现代测绘行业中发挥着越来越多的作用。

二、航测无人机工作原理

通过无线电遥控设备或机载计算机远程控制飞行系统进行作业，使用小型数字相机（或扫描仪）作为机载遥感设备。

三、航测无人机飞行平台系统构成

飞行平台，飞行导航与控制系统，地面监控系统，机载遥感设备，数据传输系统，发射与回收系统，野外保障装备，附设设备。

四、航测无人机飞控系统

飞控系统用于无人机的导航、定位和自主飞行控制，它由飞控板、惯性导航系统、GPS接收机、气压传感器、空速传感器等部件组成

飞控系统性能指标要求

a)飞行姿态控制稳度:横滚角应小于±3° 俯仰角应小于±3° 航向角应小于±3°

b) 航迹控制精度:偏航距应小于±20米、 航高差应小于±20米、 航迹弯曲度应小于±5°。

五、航测无人机地面监控系统

1.系统构成

无线电遥控器、监控计算机系统、地面供电系统以及监控软件等组成。

2.飞控系统性能指标要求

a) 监控站主机应选用加固笔记本电脑、或同等性能的计算机和电子设备； 

b) 监控数据可以图形和数字两种形式显示，显示做到综合化，形象化和实用化； 

c) 无线电遥控器通道数应多于8个，以满足使用要求； 

d) 监控计算机应满足一定的防水、防尘性能要求，能在野外较恶劣环境中正常工作； 

e) 监控计算机的主频、内存应满足监控软件对计算机系统的要求； 

f) 电源供电系统应保障地面监控系统连续工作时间大于3小时。

六．航测无人机起降方式

1.起飞方式：

滑跑起飞 

优点：无需弹射器。缺点：场地限制。

弹射起飞 

优点：没有场地限制。缺点：需要购置弹射器。

2.降落方式：

滑跑回收 

优点：无需回收降落伞。缺点：场地限制，安全性不如伞降。

伞降回收 

优点：安全可靠，受场地制约影响小。缺点：需要降落伞以及飞控系统支持。

七、航测无人机安全性要求

1无人机应配备伞降设备，在无人机遇到突发故障时，可通过降落伞减缓下降速度、避免或减小对地面目标的冲击和损害、减小飞行平台和机载设备的损伤；

2.设计飞行高度应高于摄区和航路上最高点100m以上；

3.设计航线总航程应小于无人机能到达的最远航程；

4.距离军用、商用机场须在10km以上；

5.起降场地相对平坦、通视良好；

6.远离人口密集区，半径200m范围内不能有高压线、高大建筑物、重要设施等；

7.起降场地地面应无明显凸起的岩石块、土坎、树桩，也无水塘、大沟渠等；

8.附近应无正在使用的雷达站、微波中继、无限通信等干扰源，在不能确定的情况下，应测试信号的频率和强度，如对系统设备有干扰，须改变起降场地；

9.无人机采用滑跑起飞、滑行降落的，滑跑路面条件应满足其性能指标要求。

八、航测无人机照相设备

现在市场提供的固定翼无人机有效载荷一般不超过5Kg。因此,这类无人机不能装载一般有人驾驶飞机所使用的重达百公斤量级的高档航空相机。目前大多采用稍为高档的单反相机,像幅在3K×4K以上。

九、航测无人机选择参考

由于航测所需的无人机复杂程度要高于一般航模，各个设备之间需要有良好的兼容性，因此，单独购买设备组装调试难度大，设备之间兼容性存在一定风险，整套设备采购是最好的选择。我所操控的电动无人机可在距离200米至800米高度作业，续航65分钟，航程可达70km，搭载450g以内的微单，镜头可选16mm，20mm和30mm镜头。在500米高度下，航摄地面分辨率可达0.1米以内，单次作业面积可达14平方公里。

我们公司主要是做4D产品，即DEM（数字高程模型），DOM（正射影像），DEM（地表模型），DLG（地形图），从外业像控测量到低空高清航摄，再到数据影像处理都都做。

下面是作业流程：

从接到项目开始，首先是用户的需求：成图比例，地面分辨率要达到多少厘米。查看谷歌地图，查看看地形起伏落差，选择合适的相机，镜头和相片重叠度，并计算我们无人机的相对航高（航高必须是高差的6倍以上），航线间隔和拍照间隔。

根据航线间隔和范围线在谷歌地图出航线

外业航摄工作也不难，主要是细心，起飞检查要仔细，参数设置正确，操作方法得当。

设备检查

设备从组装开始到完成过程中都要仔细检查配件有没变形，连接是否牢靠有没有松脱的可能，电机转动是否顺滑，舵机工作正常与否，电台通讯是否完全正常，GPS所搜索到卫星是否足够，该初始化的数据全部是否完成，航线航点，拍照间隔和拍照点是否正常设置。

相机设定：由于巡航速度为72km/h，故相机设定为S档，快门为1/1600到1/1250，用不同的ISO值进行拍照，对比照片选择合适的ISO。

迎风起飞，飞到空中，切返航，检查无人机盘旋状态是否稳定。爬升到目标后切到航线飞行模式，航线中遥控飞手和电脑操作手都要注意观察卫星、飞控和舵机电池电压、地速、空速及高度、飞机姿态及方位等重要数据。

为了增加续航，伞包已经拆除，故采用滑降。选择平坦的草地，水泥地都可以，试过在单车道的水泥地上降落。

对于测绘型无人机，我们希望是状态更稳定，续航长，航程长，载重大的机型，当然重量，速度和续航之间是很难平衡的，还有电池能够变轻就好了。当然你会说这些特点油机都可以做到，我承认油机效率可做到很高。但是相当于油机的操作难度和危险性，电动机还是有优势的，毕竟油机不是人人可以操作的起来（PS：我已经见证了三台大白坠的稀巴烂）。

结语：

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