無人機航測作業(yè)流程

1、無人機航測作業(yè)流程外業(yè)航飛1現(xiàn)場勘查作業(yè)員需要對測區(qū)周圍進行踏勘，收集地形地貌信息，以及周邊的重要設備和交 通信息，為無人機的起飛、降落、航線規(guī)劃提供資料。對于大城市、機場或高海 拔地區(qū)，航測之前首先應申請空域。2飛行環(huán)境在進行外業(yè)航飛之前，應該根據(jù)已知的測區(qū)資料和相關數(shù)據(jù)對無人機系統(tǒng)的性能 進行評估，判斷飛行環(huán)境是否滿足飛機的飛行要求，影響無人機飛行的因素主要 包括以下四方面。(1)海拔。測區(qū)的海拔應該滿足無人機的作業(yè)要求，無人機飛行的高度應該大于當?shù)氐暮０魏秃礁摺?2)地形、地貌條件。地形和地貌主要影響無人機成圖的質量，對于地面反光強烈的地區(qū)，如沙漠、大面積的鹽灘、鹽堿地等，在正午前后不宜

2、攝影。對于陡蟲肖的山區(qū)和高密集度的城市地區(qū)，為了避免陰影，應在當?shù)卣缜昂筮M行攝影。(3)風氣和風向。地面的 風向決定無人機起飛和降落的方向，空中的風向對飛行平臺的穩(wěn)定性影響很大，盡量在風力較小時進行攝影航測。(4)電磁和雷電。無人機空中飛行平臺和地面站之間通過電臺傳輸數(shù)據(jù)，要保證導航系統(tǒng)及數(shù)據(jù)鏈的正常工作不受干擾。在實際到達現(xiàn)場時，應記錄現(xiàn)場的風速、 天氣、起降坐標等信息，留備后期的參考和總結。3設備檢查在進行航飛前，應對所有的設備、裝置進行檢查，主要包括航測相機的檢校，飛機性能的檢測，電池的電量，飛機內部各部件之間的緊密、電臺、 GPS等。在環(huán)境復雜的山區(qū)航飛時，為了防止飛機丟失，可以在飛

3、機上配置移動定位設備。對于彈射起步的無人機，還應檢查彈射架的狀況。4航高的確定像片比例尺定義為像片上的線段與地面上相應水平線段之比：1/m = f/H(1)公式(1)中，H為相對測區(qū)平均水平面的高度，f為相機中心到像平面的距離垂距即焦距。航測比例尺的選定取決于測圖比例尺，大體與測圖比例尺相當。選定了相機和比例尺以后，可根據(jù)公式計算航高。在飛行時，飛機應按照預定的航高飛行，同一航線內各攝站的航高 差不得大于 40m 。5像片重疊度在傳統(tǒng)攝影測量學中，航向重疊度一般規(guī)定為60% ,最小不得小于 43% ,最大不大于74% ；旁向重疊度一般規(guī)定為 30% ,最小不得小于 14% ,最大不大于 40%

4、。 無人機進行航測時，根據(jù)項目需求不同，可分為以下三種。(1)航測生產(chǎn)地形圖：航向重疊度一般設置為80% ;旁向重疊度一般設置為60% ,記為(80x60 )。(2)項目要求只需要生產(chǎn)正射影像(DOM),航向重疊度一般設置為70% ,旁向重疊度一般設置為 60% ,記為(70x60 )。(3)無人機傾斜三維建模要求航向重疊度和旁向重疊度至少均為70% ,記為(70 X70)。航線規(guī)劃與像控點布設1航線規(guī)劃無人機航跡規(guī)劃是任務規(guī)劃的核心內容，需要綜合應用導航技術、地圖信息技術 以及遠程感知技術，以獲得全面詳細的無人機飛行現(xiàn)狀以及環(huán)境信息，結合無人 機自身技術指標特點，按照一定的航跡規(guī)劃方法，制定

5、最優(yōu)或次優(yōu)路徑。因此， 航跡規(guī)劃需要充分考速電子地圖的選取、標會、航線預定規(guī)劃以及在線調整時機。航線規(guī)劃一般分為兩步：首先是飛行前預規(guī)劃，即根據(jù)既定任務，結合環(huán)境限制與飛行約束條件，從整體上制定最優(yōu)參考路徑；其次是飛行過程中的重規(guī)劃 ，即根據(jù)飛行過程中遇到的突發(fā)情況，如地形、氣象變化、未知限飛禁飛因素等，局 部動態(tài)地調整飛行路徑或改變動作任務。常用的航線規(guī)劃方案有兩種，一種是“S”形航線，另一種是構架線。2攝影測量外業(yè)控制測量攝影測量外業(yè)控制測量是在測區(qū)內測定用于內業(yè)幾何定位的影像控制點的平面位 置和高程值，是內業(yè)影像解析和測圖的基礎，主要目的為計算待求點的平面位置、 高程和像片外方位元素，達

6、到影像和實際地物的正射投影。在數(shù)字攝影測量發(fā)展階段，影像的獲取和解析全部實現(xiàn)數(shù)字化，外業(yè)控制測量的 重要性尤為顯著。影像所包含的空間信息是以灰度值矩陣來表示的，為了達到影 像的正確匹配和無差異重疊，需要對影像進行高精度的正射投影校正和影像灰度 閾值分析，以便將灰度矩陣進行最小誤差匹配和數(shù)字型數(shù)據(jù)顯示。為了獲取相同基準的影像數(shù)據(jù)，必須通過控制測量方法建立基準轉換系統(tǒng)，而控制點的布設位置、布設精度和布設密度都會影響基準的轉換精度。3外業(yè)控制點的布設根據(jù)測區(qū)地形環(huán)境的不同，一般有兩種布設方案，分別是在航飛之前布設控制點和在航飛之后布設控制點。對于山區(qū)或者地面標志物較少的地區(qū)，沒有明顯的特征點，所以需

7、要在航飛之前布設像控點。對于建筑密集的城市，有明顯的特征點，則可以在飛行之后布設控制點。外業(yè)控制點的選擇和布設直接關系到影像的最終影像匹配精度，所以遵從控制 點的布設原則，保證控制點的布設密度，選擇合適的控制點位是外業(yè)控制點布 設的幾個基本要求。1）布設原則1、像控點一般按航線全區(qū)統(tǒng)一布設，像控點在測區(qū)內構成一定的幾何強度。像 控點布設要在整個測區(qū)均勻分布，選點要盡量選擇固定、平整、清晰易識別、 無陰影、無遮擋區(qū)域。如斑馬線角點、如房屋頂角點，方便內業(yè)數(shù)據(jù)處理人員查找（如無明顯地標可人工噴油漆或撒白灰的方式設置地標）。如果是大面積規(guī)整區(qū)域，像控可按照左圖品字形布點。如果面積很大區(qū)域，且 精度要

8、求較低時，可適當抽稀測區(qū)內部像控。如果是帶狀測區(qū)，布點需要在帶 狀的左右側布點，可以按照“ S”或 Z”字型路線布點。2、像控點需選擇較為尖銳的標志物，盡量選擇平坦地方，避免樹下，房角等容AAO OA易被遮擋的地方，如果沒有的話可以人工打點，人工像控點應該選擇能夠持久 存在的東西，如果噴漆寬度不得低于30CM ,并且棱角分明。AAA0AoAAAAO喻卮3、像控點標志物尺寸應大于70CM ,并且不易出現(xiàn)方向性錯誤，明顯顯示是標志物的哪一部分。4、像控點和周邊的色彩需要形成鮮明對比，如果周邊是深色，則標志以淺色為主，如果地面周邊以白色為主，則可噴紅色油漆為主。5、如果選擇地物作為特征點，應該選擇比

9、較大的地物，并且提供現(xiàn)場照片2-4張說明像控點的位置，至少包含一張點的近景位置和一張周邊景物位置。6、布設完成像空點后需要生產(chǎn)像空點的Google Earth支持的.KML文件,下圖示例中紅色為檢查點，黃色為控制點，空色框為測區(qū)范圍，圖中控制點均勻 分布保證控制網(wǎng)具有一定的強度。7、像控點布設的密度，像控點布設首先要考慮測區(qū)地形和精度要求。如地形起伏較大，地貌復雜，需增加像控點的布設數(shù)量(10%20% )。很多飛機有 RTK或者PPK后差分系統(tǒng)，理論上可以減少地面控制點的數(shù)量，可以根據(jù)項目測試 經(jīng)驗自行調整。奇像分割率像控點密度項目耀1.5cm晚瞬顫2cm2OO-3OC/個1 500期三腳爆3

10、cmmoo-soo 制個1:1000地形圖期量5cmEUO米常期幽ifttt如2)像控點的選點 像控點應該選擇在航攝像片上影像清晰、目標明顯的像點，實地選點時，也應考慮側視相機是否會被遮擋。對于弧形地物、陰影、狹窄溝頭、水 系、高程急劇變化的斜坡、圓山頂、跟地面有明顯高差的房角、圍墻角以及航攝 后有可能變遷的地方，均不應當作選擇目標。3)目標成像不清晰，與周圍環(huán)境色差小、與地面有明顯高差的目標，會影響空三 內業(yè)的刺點誤差，因此均不能用作像控點，如下面幾個例證所示：與水面有高 差，不能作為像控點。顏色相近，航片上不易辨認，不能作為像控點。與地 面有高差，不能作為像控點。因實際情況中航攝區(qū)域未必都

11、有合適的像控點，為提高刺點精度，保證成圖精度，應在航攝前采用刷油漆的方式提前布置像控點標志。標志可刷成“L”形或“十”形。布置成“十”形時，應在十字中心加噴直徑為4cm的圓點，以提高刺點精度，如下圖所示：“L”形。4 像控點的量測像控點的測量一般采用 “ GPS RTK ” 的方法， 因為 GPS 測量結果使用的是WGS-84坐標系統(tǒng)，若項目要求測量成果使用其他坐標系統(tǒng)，則需要在觀測之前進行坐標系轉換，求出 WGS-84 坐標系與目標坐標系之間的轉換關系。1 ) 坐標系校正方法首先要有至少3 個目標坐標系的基礎控制點坐標數(shù)據(jù)， 其中的 1 個用作校正。注意已知點最好要分布在整個作業(yè)區(qū)域的邊緣，能控制整個區(qū)域，一定要避免已知點的線形分布。在電子手簿上輸入已知控制點的坐標，并把GPS流動站接收機架在已知點上，測得 WGS-84的坐標數(shù)據(jù)。根據(jù)已知點的已知坐標數(shù)據(jù)和 WGS-84 坐標系的坐標數(shù)據(jù)，計算四參數(shù)或者七參數(shù)，求得兩坐標系之間的轉換關系。檢查一下水平殘差和垂直殘差的數(shù)值，看其是否滿足項目的測量精度要求，參差應不超過2cm ，檢校無誤后才可以進行下一步作業(yè)。2)野外觀測要求 兩次觀測，每次采集30個歷元，采樣間隔1s。接收機在觀測過程中不應在接收機近旁使用