无人机低空遥感监测系统

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1、2003.1专题报道遥感信息无人机低空遥感监测系统孙杰,林宗坚,崔红霞(中国测绘科学研究院,北京100039)摘要:介绍了中国测绘科学研究院研制开发的UAVRS-Ê型无人机低空遥感监测系统的组成、性能指标、技术特点,并对无人机系统在遥感领域的应用前景进行展望。关键词:无人机;遥感;遥测;遥控中途分类号:TP7,V27文章标识码:A文章编号:1000-3177(2003)69-049-03目前Ê型无人机遥感监测系统选用高分辨率面阵CCD1前言数码相机作为主要遥感设备。数码相机获取的遥感影像可以由于无人机具有机动快速、使用成本低、维护操作简单

2、直接输入到计算机中进行处理,不需要经过冲洗、印相等程等技术特点,因此被作为一种理想的飞行平台广泛应用于军序,无人机回收后可以在现场直接查看影像质量和飞行质事和民用各个领域。尤其是进入二十一世纪以后,许多国家量,可以大大提高工作效率,符合无人机低空遥感监测系统将无人机系统的研究、开发、应用置于优先发展的地位,体积实时、快速的技术特点。同时,CCD数码相机体积小、重量轻,在感光度、色彩深度、载片量(存储量)方面具有技术优小、重量轻、探测精度高的新型传感器的不断问世,也使无人势,数码成像技术将成为摄影测量与未来遥感的主要技术手机系统的用途迅速拓

3、展。段。为给国土资源调查和管理提供新的技术手段,在国土资机载稳定平台的主要功能是用于遥感设备的稳定和偏源部的支持下,中国测绘科学研究院完成了UAVRS-Ê型流角的修正,以确保获得高质量的遥感影像。稳定平台设计无人机低空遥感监测系统的研制、开发。该系统将遥感技术了三轴和单轴两种:三轴稳定平台可以使传感器保持水平稳和无人机技术紧密结合,广泛运用新技术、新材料、新工艺,定并修正偏流角,由平台、电机、陀螺仪、水平传感器、舵机、实现了数字化、模块化和智能化,自动化程度高。控制精度和控制电路等组成;单轴稳定平台只修正偏流角,由平台、电机成像效率能够满

4、足遥感监测的要求,具有对地快速实时调查和控制电路组成。两种稳定平台可以根据不同精度的遥感监监测能力,是一种新型的低空高分辨率遥感影像数据快速获测任务选用。任务设备控制计算机能根据无人机的位置、地取系统。本刊的封面就是UAVRS-Ê型无人机获取的山东速、高度、航向、姿态角以及设定的航摄比例尺和重叠度等数省威海市的城区图。据,自动计算并控制相机的曝光间隔和稳定平台的偏流角修本文将以UAVRS-Ê型无人机低空遥感监测系统为正,具有程控和遥控两种控制方式。重点,介绍系统的组成、性能指标及其应用前景。2.2无人驾驶飞行平台2系统的组成气动布局合理、

5、性能稳定的无人驾驶飞行平台是系统的基本保障。无人机主要采用玻璃钢和碳纤维复合材料加工而无人机低空遥感监测系统由遥感设备及其控制系统、无成,重量轻、强度大。机身为车厢形式,有较大的容积范围,便人驾驶飞行平台、飞行控制系统、无线电遥测遥控系统、遥感于设备的安装及使用维护,无人机的任务载荷和任务设备仓数据处理系统等几部份组成。的尺寸根据遥感设备及其控制系统的重量和尺寸设定。2.1遥感设备及其控制系统无人机的后端安装有性能稳定的航空发动机和推力螺机载遥感设备及其控制系统用于获取遥感影像,是无人旋桨为动力装置。无人机的起降可以采用正常的滑行方式,机

6、低空遥感监测系统的重要组成部份,主要由机载遥感设同时还开发了性能先进的车载起飞、伞降回收机构,以适应备、稳定平台及任务设备控制计算机系统等组成,如图1所不同地区和不同遥感任务的使用。示。2.3行控制系统飞行控制系统用于无人机的飞行控制与任务设备管理,包括传感器、执行机构和飞行控制计算机三个部份(如图2图1遥感设备及其控制系统框图所示)。由姿态陀螺、气压高度表、磁航向传感器、GPS导航根据不同遥感任务的需要,系统能够搭载的遥感设备包定位装置、飞控计算机、执行机构、电源管理系统等组成,可括面阵CCD数码相机、光学胶片相机、成像光谱仪、磁测仪、

7、实现对飞机姿态、高度、速度、航向、航线的精确控制,具有遥CCD摄录机等。控、程控和自主飞行三种飞行模态。49遥感信息专题报道2003.1为了提高飞控系统的可靠性,系统采用网络和位总线结统,以实现无人机遥感监测数据的快速处理,满足各种遥感构。各传感器、舵机、通讯系统、飞控计算机之间的通讯以数监测任务的需要。字化方式实现。由于用数字通道代替模拟连接,提高了信号3系统的主要技术指标和参数传输的精度,增加了抗干扰能力。该结构具有可扩展性和灵活配置的能力。系统可根据任务的需求增减一些典型的部3.1无人机系统件,这种结构还具有容易实现冗余技术和故障隔

8、离等优点。机长:2.8m;翼展:3.6m;起飞速度:70kmöh;最大起飞重量:50kg;任务仓尺寸:宽300mm×长500mm×高300mm;任务载荷:大于8kg;飞行速度:70～160km