航測型無人機介紹

【編者按】本文作者：陳曉帥，一名航測外業作業員

前天看了一篇楊寧先生寫的《我對於無人機未來改進的看法》而無意間加了小編微信，小編說我是他認識的第一個做測繪，想找我寫一篇關於無人機測繪的文章。我只能說從事航測也就一年，做飛手也就半年，故我只能談談平時是怎麼作業，專業就算不上，由於涉及到商業機密，故名稱型號之類的不能言明。

一、航測無人機的優勢

無人機航測系統與傳統測繪相比，具有使用成本低，機動靈活，載荷多樣性，用途廣泛，操作簡單，安全可靠等優點，在現代測繪行業中發揮著越來越多的作用。

二、航測無人機工作原理

通過無線電遙控設備或機載計算機遠程控制飛行系統進行作業，使用小型數字相機（或掃描儀）作為機載遙感設備。

三、航測無人機飛行平臺系統構成

飛行平臺，飛行導航與控制系統，地面監控系統，機載遙感設備，數據傳輸系統，發射與回收系統，野外保障裝備，附設設備。

四、航測無人機飛控系統

飛控系統用於無人機的導航、定位和自主飛行控制，它由飛控板、慣性導航系統、GPS接收機、氣壓傳感器、空速傳感器等部件組成

飛控系統性能指標要求

a)飛行姿態控制穩度:橫滾角應小於±3° 俯仰角應小於±3° 航向角應小於±3°

b) 航跡控制精度:偏航距應小於±20米、 航高差應小於±20米、 航跡彎曲度應小於±5°。

五、航測無人機地面監控系統

1.系統構成

無線電遙控器、監控計算機系統、地面供電系統以及監控軟體等組成。

2.飛控系統性能指標要求

a) 監控站主機應選用加固筆記本電腦、或同等性能的計算機和電子設備； 

b) 監控數據可以圖形和數字兩種形式顯示，顯示做到綜合化，形象化和實用化； 

c) 無線電遙控器通道數應多於8個，以滿足使用要求； 

d) 監控計算機應滿足一定的防水、防塵性能要求，能在野外較惡劣環境中正常工作； 

e) 監控計算機的主頻、內存應滿足監控軟體對計算機系統的要求； 

f) 電源供電系統應保障地面監控系統連續工作時間大於3小時。

六．航測無人機起降方式

1.起飛方式：

滑跑起飛 

優點：無需彈射器。缺點：場地限制。

彈射起飛 

優點：沒有場地限制。缺點：需要購置彈射器。

2.降落方式：

滑跑回收 

優點：無需回收降落傘。缺點：場地限制，安全性不如傘降。

傘降回收 

優點：安全可靠，受場地制約影響小。缺點：需要降落傘以及飛控系統支持。

七、航測無人機安全性要求

1無人機應配備傘降設備，在無人機遇到突發故障時，可通過降落傘減緩下降速度、避免或減小對地面目標的衝擊和損害、減小飛行平臺和機載設備的損傷；

2.設計飛行高度應高於攝區和航路上最高點100m以上；

3.設計航線總航程應小於無人機能到達的最遠航程；

4.距離軍用、商用機場須在10km以上；

5.起降場地相對平坦、通視良好；

6.遠離人口密集區，半徑200m範圍內不能有高壓線、高大建築物、重要設施等；

7.起降場地地面應無明顯凸起的巖石塊、土坎、樹樁，也無水塘、大溝渠等；

8.附近應無正在使用的雷達站、微波中繼、無限通信等幹擾源，在不能確定的情況下，應測試信號的頻率和強度，如對系統設備有幹擾，須改變起降場地；

9.無人機採用滑跑起飛、滑行降落的，滑跑路面條件應滿足其性能指標要求。

八、航測無人機照相設備

現在市場提供的固定翼無人機有效載荷一般不超過5Kg。因此,這類無人機不能裝載一般有人駕駛飛機所使用的重達百公斤量級的高檔航空相機。目前大多採用稍為高檔的單眼相機,像幅在3K×4K以上。

九、航測無人機選擇參考

由於航測所需的無人機複雜程度要高於一般航模，各個設備之間需要有良好的兼容性，因此，單獨購買設備組裝調試難度大，設備之間兼容性存在一定風險，整套設備採購是最好的選擇。我所操控的電動無人機可在距離200米至800米高度作業，續航65分鐘，航程可達70km，搭載450g以內的微單，鏡頭可選16mm，20mm和30mm鏡頭。在500米高度下，航攝地面解析度可達0.1米以內，單次作業面積可達14平方公裡。

我們公司主要是做4D產品，即DEM（數字高程模型），DOM（正射影像），DEM（地表模型），DLG（地形圖），從外業像控測量到低空高清航攝，再到數據影像處理都都做。

下面是作業流程：

從接到項目開始，首先是用戶的需求：成圖比例，地面解析度要達到多少釐米。查看谷歌地圖，查看看地形起伏落差，選擇合適的相機，鏡頭和相片重疊度，並計算我們無人機的相對航高（航高必須是高差的6倍以上），航線間隔和拍照間隔。

根據航線間隔和範圍線在谷歌地圖出航線

外業航攝工作也不難，主要是細心，起飛檢查要仔細，參數設置正確，操作方法得當。

設備檢查

設備從組裝開始到完成過程中都要仔細檢查配件有沒變形，連接是否牢靠有沒有鬆脫的可能，電機轉動是否順滑，舵機工作正常與否，電臺通訊是否完全正常，GPS所搜索到衛星是否足夠，該初始化的數據全部是否完成，航線航點，拍照間隔和拍照點是否正常設置。

相機設定：由於巡航速度為72km/h，故相機設定為S檔，快門為1/1600到1/1250，用不同的ISO值進行拍照，對比照片選擇合適的ISO。

迎風起飛，飛到空中，切返航，檢查無人機盤旋狀態是否穩定。爬升到目標後切到航線飛行模式，航線中遙控飛手和電腦操作手都要注意觀察衛星、飛控和舵機電池電壓、地速、空速及高度、飛機姿態及方位等重要數據。

為了增加續航，傘包已經拆除，故採用滑降。選擇平坦的草地，水泥地都可以，試過在單車道的水泥地上降落。

對於測繪型無人機，我們希望是狀態更穩定，續航長，航程長，載重大的機型，當然重量，速度和續航之間是很難平衡的，還有電池能夠變輕就好了。當然你會說這些特點油機都可以做到，我承認油機效率可做到很高。但是相當於油機的操作難度和危險性，電動機還是有優勢的，畢竟油機不是人人可以操作的起來（PS：我已經見證了三臺大白墜的稀巴爛）。

結語：

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