無人機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用3頁

1、無人機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用 摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)通訊技術(shù)的發(fā)展，各國都在積極獲取空間信息。雖然許多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)能夠生產(chǎn)滿足一定用戶需要的高分辨率數(shù)據(jù)，但是空間數(shù)據(jù)供給的增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及對其需求的增長。數(shù)據(jù)獲取成為當(dāng)前阻礙空間信息技術(shù)迅速推廣應(yīng)用的主要瓶頸之一。無人機(jī)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了這一技術(shù)空缺，自上世紀(jì)90年代無人機(jī)出現(xiàn)以來，其發(fā)展速度非常快，特別是在測繪試驗(yàn)中取得了很大的成功。相應(yīng)的，無人機(jī)的性能，也水漲船高，應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓展，無人機(jī)測繪系統(tǒng)已經(jīng)成為測繪應(yīng)急保障服務(wù)的重要設(shè)施。本文對無人機(jī)測繪系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)進(jìn)行了分析，為提高無人機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)工作中的使用效率提供參考。關(guān)鍵詞：無人機(jī)；航攝；測

2、繪；應(yīng)急；實(shí)時(shí)；平臺(tái)；遙感。 近年來，伴隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，地表形態(tài)發(fā)生了劇烈變化，地理空間數(shù)據(jù)的快速獲取與實(shí)時(shí)更新變得越來越重要。無人機(jī)的研發(fā)在全世界引起了極大的關(guān)注，目前，全世界有30多個(gè)國家正在研制超過300種無人飛行器，而有41個(gè)國家正在使用近100種無人飛行器，世界許多國家正在建立民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)，并推動(dòng)其廣泛應(yīng)用。而中國無人機(jī)產(chǎn)業(yè)也取得了很大進(jìn)展，產(chǎn)品已經(jīng)開始出口到國外高端市場。專家指出，隨著無人機(jī)裝備的發(fā)展和服務(wù)隊(duì)伍的建設(shè)，我國已經(jīng)能夠利用無人機(jī)為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，特別是在測繪工作中，無人機(jī)已經(jīng)發(fā)揮了重要的作用，無人機(jī)發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用的新時(shí)期。無人機(jī)技術(shù)在獲取地理、地

3、面地形信息，預(yù)警以及地下的地層、地質(zhì)信息等方面應(yīng)用廣泛，由飛行平臺(tái)載體、機(jī)載遙感設(shè)備和相應(yīng)的地面輔助設(shè)備構(gòu)成，其應(yīng)用方法綜合集成了攝影測量技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)、無人駕駛飛行器技術(shù)、通訊技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)等高端科學(xué)技術(shù)。無人機(jī)遙感技術(shù)無人機(jī)的型號(hào)要比常規(guī)飛機(jī)小很多，其是在低空遙感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，無人機(jī)主要基于遙感平臺(tái)，包括飛行器系統(tǒng)，測控及信息傳輸系統(tǒng)等，隨著遙感技術(shù)在地理信息獲取中的不斷應(yīng)用，無人機(jī)技術(shù)也出現(xiàn)并逐漸走向成熟。 無人機(jī)遙感是利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)、快速獲取國土

4、資源、環(huán)境等空間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。它是一種地理信息數(shù)據(jù)快速獲取技術(shù)，該技術(shù)利用無人機(jī)平臺(tái)搭載航空數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行航空攝影，采用AMU GPS技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)導(dǎo)航，在1000米以下進(jìn)行低空作業(yè)，具有機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、可云下攝影的特點(diǎn)。無人機(jī)憑借的測控遙感技術(shù)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、應(yīng)急救災(zāi)、突發(fā)事件處置、數(shù)字城市建設(shè)、國土資源調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害、礦山監(jiān)測、環(huán)境變化監(jiān)測、工程設(shè)計(jì)等一系列國家重大需求的重要技術(shù)，近幾年，這項(xiàng)技術(shù)在我國得到了快速發(fā)展和應(yīng)用，積累了豐富的技術(shù)資源。無人機(jī)遙感技術(shù)特點(diǎn) 第一，對場地要求低，作業(yè)方式靈活快捷，快速響應(yīng)拍攝任務(wù)；第二

5、，平臺(tái)構(gòu)建，維護(hù)以及作業(yè)成本相對較低；第三，因其飛行高度低，能夠獲取大比例尺高精度的影像，在局部信息獲取方面有著巨大的優(yōu)勢；第四，飛行高度一般低于1000米，不必申請公寓；第五，能夠獲取高重疊度的影響，增強(qiáng)后續(xù)處理的可靠性；第六，便于攜帶轉(zhuǎn)移方便。無人機(jī)獲得的找感數(shù)據(jù)的特點(diǎn) 通常飛機(jī)會(huì)在2千米到12千米的對流層或者12千米到25千米的平流層底部飛行，飛機(jī)在這一高度高速飛行時(shí)姿態(tài)平穩(wěn)，超低空航空飛行時(shí)影響因素很多，陣風(fēng)，熱空氣的升力，高壓輸電線發(fā)出的電磁干擾，通訊高達(dá)等對飛機(jī)的飛行控制，都有影響，所以飛機(jī)獲取的數(shù)據(jù)姿態(tài)角通常較大，尤其是航偏角，影像比例尺變化也非常明顯。 傳統(tǒng)的方法很難快速檢測獲

6、取數(shù)據(jù)質(zhì)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有問題再將飛機(jī)等設(shè)備重新運(yùn)到測區(qū)補(bǔ)測，成本過高，這就需要一種可以快速地處理原始數(shù)據(jù)，拼接出測區(qū)概略圖的方法，雖說不能用于精確測量定位，但也具有很高的實(shí)用價(jià)值。無人機(jī)系統(tǒng)組成 無人駕駛飛機(jī)，簡稱無人機(jī)。無人機(jī)主要采用玻璃鋼和碳纖維復(fù)合材料加工而成，重量輕，強(qiáng)度大，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。 無人機(jī)系統(tǒng)組成，主要包括空中控制系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)、各系統(tǒng)中還包括各個(gè)子系統(tǒng)。 遙感信息的采集工作主要由空中控制系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)來完成。無人機(jī)飛行平臺(tái)包含無人機(jī)、傳感器及機(jī)載飛控，是信息采集的核心設(shè)備。無人機(jī)飛行控制的關(guān)鍵部分是地面控制系

7、統(tǒng)，主要由便攜式計(jì)算機(jī)、全向天線、供電系統(tǒng)以及監(jiān)控軟件組成，其主要任務(wù)是利用地面監(jiān)控軟件設(shè)置必要的飛行參數(shù)，利用GPS等導(dǎo)航定位信號(hào)、加速度計(jì)及陀螺的飛行器平臺(tái)的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)時(shí)計(jì)算無人機(jī)在飛行中的俯仰、橫滾、偏航、位置、速度、高度、空速等信息，并對地面發(fā)射的測控信息進(jìn)行接收處理，實(shí)時(shí)上傳或下載飛信信息，根據(jù)航跡規(guī)劃之系統(tǒng)提供的信息來設(shè)計(jì)控制無人機(jī)按照預(yù)定的航跡飛行，以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)的信息采集。 機(jī)載飛行控制的主要功能是用于修正遙感設(shè)備的穩(wěn)定和偏流角，確保獲得高質(zhì)量的遙感影像。穩(wěn)定平臺(tái)分為單軸和三軸兩種設(shè)計(jì)，單軸穩(wěn)定平臺(tái)只修正偏流角，由平臺(tái)、電機(jī)和控制電路組成；三軸穩(wěn)定平臺(tái)可以使傳感器保持水平穩(wěn)定并修

8、正偏流角，由平臺(tái)、電機(jī)、陀螺儀、水平傳感器、舵機(jī)、控制電路等組成，兩種穩(wěn)定平臺(tái)的選用由遙感監(jiān)測任務(wù)的精度決定。任務(wù)設(shè)備控制計(jì)算機(jī)具有程控和遙控兩種控制方式，根據(jù)無人機(jī)的位置、地速、高度、航向、姿態(tài)角以及設(shè)定的航攝比例尺和重疊度等數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算并控制相機(jī)的曝光間隔并修正穩(wěn)定平臺(tái)的偏流角。系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)飛行平臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)，基于無人機(jī)的攝影測量遙感平臺(tái)還處于起步階段，還沒有一套完整的作業(yè)規(guī)范?，F(xiàn)行的航測規(guī)范主要是參照大多數(shù)測繪單位現(xiàn)有的技術(shù)條件和儀器設(shè)備制定的，而無人機(jī)作為一種新型的低空對地觀測平臺(tái)，主要在1000米以下的高度進(jìn)行航拍，且其采用的是高分辨率的數(shù)碼相機(jī)作為成像設(shè)備，與傳統(tǒng)的航空攝影測

9、量有較大的不同。因此，已有的攝影測量規(guī)范在這種新型攝影平臺(tái)上并不一定能適用，按照傳統(tǒng)的行測作業(yè)準(zhǔn)則，有以下幾點(diǎn)參考指標(biāo)：一，飛行速度宜在50到100千米每小時(shí)之內(nèi)；二，發(fā)動(dòng)機(jī)宜在飛機(jī)前進(jìn)方向的后部，以避免湍流的影響；三，在發(fā)動(dòng)機(jī)出故障時(shí)，飛機(jī)應(yīng)可以安全滑翔降落；四，相對地面的飛行高度的變化應(yīng)小于5%；五，相鄰攝站飛行高度的變化應(yīng)小于5%；六，航攝平臺(tái)在作業(yè)時(shí)其水平誤差不得大于3”；七，測量飛行速度的誤差不大于5%；八，偏離航線的絕對誤差不得大于向邊旁向覆蓋域的5%；九，因發(fā)動(dòng)機(jī)引起的相機(jī)諧振，其振幅偏擺角在曝光時(shí)間內(nèi)不大于8.6秒。從現(xiàn)有的相應(yīng)硬件設(shè)備來看，滿足以上這些要求幾乎不存在任何問題。

10、結(jié)語無人機(jī)技術(shù)以無人機(jī)為飛行平臺(tái)、以數(shù)字傳感器為任務(wù)載荷、以獲取高分辨率遙感影像為目標(biāo)，其信息獲取準(zhǔn)確、及時(shí)，能夠通過機(jī)上搭載的高分辨率數(shù)碼相機(jī)獲取器區(qū)域影像，提供實(shí)時(shí)、清晰、直觀、準(zhǔn)確、可靠的影像信息，有效地提高資料時(shí)效性、針對性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性。無人機(jī)測繪系統(tǒng)和航空遙感，是現(xiàn)代化測繪裝備體系的重要組成部分，是測繪應(yīng)急保障服務(wù)的重要設(shè)施，也是國家省級(jí)，市級(jí)應(yīng)急救援體系的有機(jī)組成部分，開展無人機(jī)測繪系統(tǒng)推廣應(yīng)用，是增強(qiáng)測繪應(yīng)急服務(wù)保障能力的迫切需要，是提高測繪成果現(xiàn)勢性的有效手段，是加快數(shù)字城市建設(shè)的有效保障，是提升社會(huì)管理效能的新型工具，同時(shí)也是大力推進(jìn)測繪科技自主創(chuàng)新、切實(shí)提高測繪保障服務(wù)能力的重要舉措，它將十分有利于有關(guān)部門及時(shí)掌握所需動(dòng)態(tài)地理信息，促進(jìn)創(chuàng)新社會(huì)服務(wù)模式，積極推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)信息化，從而保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康快速的發(fā)展。參考文獻(xiàn)陳大平，測繪型無人機(jī)系統(tǒng)任務(wù)規(guī)劃與數(shù)據(jù)處理研究。鄭州：解放軍信息工程大學(xué)，2011。伊杰，楊魁基于無人機(jī)低空遙感系統(tǒng)的快