无人机航测遥感系统技术集成方略.pdf

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1、无人机航测遥感系统技术集成方略航空摄影测量技术作为空间信息技术体系的两大分支之一，得到了各国的重视。我国在该领域也取得了一系列重大的进展，研制出许多航空摄影测量设备。微型无人机航空摄影测量系统具有运行成本低、执行任务灵活性高等优点，正逐渐成为航空摄影测量系统的有益补充，是空间数据获得的重要工具之一。然而，传统的无人机并不是专门为摄影测量目的而设计的，同样，许多通用传感器、导航仪等设备也不是专门为无人机设计的，其结果是导致了它们之间的集成很困难。本公司历经数年的科研，集成了一套的完整的微型无人机大比例尺航空摄影测量系统，其无人机的研制充分考虑了摄影测量飞行的特殊性

2、，较其采用无人机改装的摄影测量系统具有较大优势。无人驾驶飞行器摄影测量系统以获取高分辨率空间数据为应用目标，通过3S技术在系统中的集成应用，达到实时对地观测能力和空间数据快速处理能力。要使其成为理想的遥感平台，有多个关键技术需要解决：1)传感器技术根据不同类型的遥感任务，需要开发相应的机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、多光谱成像仪、激光扫描仪、磁测仪、合成孔径雷达等，选用的遥感传感器应具备数字化、体积小、重量轻、精度高、存储量大、性能优异等特点。2)传感器及其姿态控制技术传感器的控制系统要能够根据预先设定的航摄点、摄影比例尺、重叠度等参数以及

3、飞行控制系统实时提供的飞行高度、飞行速度等数据自动计算并自动控制遥感传感器的工作，使获取的空间数据在精度、比例尺、重叠度等方面满足遥感的技术要求。对于抗风能力弱、飞行稳定性差的无人驾驶飞行器（如飞艇），应给摄影测量设备加装三轴稳定平台，以保证获取稳定的、清晰的高质量影像，传感器的位置数据和姿态数据最好能够实时记录并存储，以便用于影像数据的处理，提高工作效率。3)传感器定标及数据传输存储技术无人驾驶飞行器搭载的主要摄影测量传感器为面阵CCD数字相机，而目前国内市场上的小型专业级数字相机还不能达到量测相机的要求，所以，为使获取的影像能够满足大比例尺测图的精度，应根据

4、相机的几何成像模型，作相关的检校工作，得到相机的内外参数，必要时需要采用特殊的检测手段，测定每个像元的畸变量。另外，大面阵CCD数字相机获取的影像数据量较大，需开发专用的数据传输和存储系统。飞行器的测控数据和影像数据需要实时传输时还可以通过卫星通讯来实现。4)影像数据的后处理技术目前的无人驾驶飞行器摄影测量系统多使用小型数字相机作为机载数据采集设备，与传统的航片相比，存在像幅较小、影像数量多等问题，所以应针对其影像的特点以及相机定标参数、拍摄时的姿态数据和有关几何模型对图像进行几何和辐射校正，开发出相应的软件进行交互式的处理。同时还应开发影像自动识别和快速拼接软

5、件，实现影像质量、飞行质量的快速检查和数据的快速处理，以满足整套系统实时、快速的技术要求。5)系统集成技术无人驾驶飞行器摄影测量系统属于特殊的航空测绘平台，技术含量高，涉及航空、自动化控制、微电子、材料学、空气动力学、无线电、遥感、地理信息等多个领域，组成比较复杂，加工材料、动力装置、执行机构、姿态传感器、航向和高度传感器、导航定位设备、通讯装置以及遥感传感器均需要精心选型和研制开发。应根据测绘的技术要求和无人驾驶的特点，在系统的集成上重点攻关，达到工程化、实用化。二、国内外现状分析微型无人机航空摄影是以获取低空高分辨率遥感影像数据为应用目标，集成了无人驾驶飞行

6、器、遥感及GPS-导航定位等高科技产品和技术，建立起来的一种高机动性、低成本和小型化，专用化的遥感系统。无人机遥感具有机动灵活、经济便捷的技术优势，它以高分辨率轻型数字遥感设备为机载传感器、以数据快速处理系统为技术支撑，具有对地快速实时调查监测能力，可广泛用于土地利用动态监测、矿产资源勘探、地质环境与灾害勘查、海洋资源与环境监测、地形图更新、林业草场监测以及农业、水利、电力、交通、公安、军事等领域。(1)无人机飞行器无人驾驶飞行器是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人驾驶飞行器结构简单、使用成本低，不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，

7、更适用于有人飞机不宜执行的任务，如危险区域的侦察、空中救援指挥和遥感监测。无人驾驶飞行器出现在1917年，早期的无人驾驶飞行器的研制和应用主要用作靶机，应用范围主要是在军事上，后来逐渐用于作战、侦察及民用遥感飞行平台。20世纪80年代以来，随着计算机技术、通讯技术的迅速发展以及各种数字化、重量轻、体积小、探测精度高的新型传感器的不断面世，无人驾驶飞行器系统的性能不断提高，应用范围和应用领域迅速拓展。世界范围内的各种用途、各种性能指标的无人驾驶飞行器的类型已达数百种之多。续航时间从一小时延长到几十个小时，任务载荷从几公斤到几百公斤，这为长时间、大范围的遥感监测提供

8、了保障，也为搭载多种传感