無人機航攝系統(tǒng)組成

根據(jù)《無人機航攝系統(tǒng)技術(shù)要求》：無人機航攝系統(tǒng)基本構(gòu)成包括飛行平臺、飛行導(dǎo)航與控制系統(tǒng)（以下簡稱“飛控系統(tǒng)”）、地面監(jiān)控系統(tǒng)、任務(wù)設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、發(fā)射與回收系統(tǒng)、地面保障設(shè)備。無人機測圖系統(tǒng)組成如下：

飛行平臺

飛行平臺主要搭載任務(wù)設(shè)備并執(zhí)行航攝飛行任務(wù)。無人機測圖系統(tǒng)飛行平臺主要性能參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)如下表：

無人機測圖系統(tǒng)飛行平臺主要性能參數(shù)

飛控系統(tǒng)

飛控系統(tǒng)主要用于無人機的導(dǎo)航、定位和自主飛行控制。無人機測圖系統(tǒng)的飛控系統(tǒng)采用MAVinci Autopilot自動駕駛儀和MAVinci Desktop桌面軟件部分功能，實現(xiàn)GPS/INS慣性導(dǎo)航、應(yīng)急控制、自動起飛/著陸控制、飛機姿態(tài)/飛行高度/飛行速度的控制等功能。

地面監(jiān)控系統(tǒng)

地面監(jiān)控系統(tǒng)主要用于飛行任務(wù)規(guī)劃設(shè)計、飛機飛行數(shù)據(jù)和任務(wù)設(shè)備監(jiān)控顯示、飛機故障時報警提示等。無人機測圖系統(tǒng)的地面監(jiān)控系統(tǒng)通過地面監(jiān)控站（包括筆記本電腦、MAVinci Desktop桌面軟件、無線電遙控器等）實現(xiàn)地面監(jiān)控功能。

任務(wù)設(shè)備

任務(wù)設(shè)備主要用于航攝影像的獲取與存儲。無人機測圖系統(tǒng)的任務(wù)設(shè)備為數(shù)碼相機富士X-M1，相機主要性能參數(shù)見上圖（無人機測圖系統(tǒng)飛行平臺主要性能參數(shù)）。

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)用于地面監(jiān)控站與飛控系統(tǒng)以及其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和控制指令的傳輸。無人機測圖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用發(fā)射電臺、MAVinci連接器、天線等實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

發(fā)射與回收系統(tǒng)

發(fā)射與回收系統(tǒng)為無人機發(fā)射起飛、安全著陸提供保障。無人機采用手拋式起飛、自動著陸/自動駕駛輔助模式/手動飛行三種模式滑翔腹部著地降落飛機。

地面保障設(shè)備

地面保障設(shè)備包括運輸保障設(shè)備和航攝作業(yè)保障設(shè)備。無人機的地面保障設(shè)備采用運輸箱、維修包、地面基準(zhǔn)站來保障設(shè)備運輸安全和航攝精度高的性能指標(biāo)要求。

工程應(yīng)用

工程概況

變電站試驗區(qū)位于浙江省杭州市某地，占地面積7.03公頃，核心區(qū)地勢較平整，周邊均為山地。測區(qū)呈矩形，面積約19.4公頃，高差約15米，其中包括河流、道路、民房、耕地、電力線、鐵塔等地物類型。

工程范圍

工作流程

數(shù)據(jù)獲取

利用無人機測圖系統(tǒng)MAVinci Desktop桌面軟件制定測區(qū)飛行計劃，地面采樣距離6cm，航向重疊度85%，最小航向重疊度75%，旁向重疊度65%，測區(qū)內(nèi)最高約50m，最低約35m，飛行高度約300m。根據(jù)以上參數(shù)設(shè)置，此次實驗共飛行一個架次，飛行時間約20min，獲取影像525張。利用MAVinci Desktop桌面軟件對影像進(jìn)行檢查篩選，獲得有效影像421張。

三維測圖應(yīng)用

利用實景建模軟件ContextCapture 后處理軟件，將影像和POS數(shù)據(jù)導(dǎo)入，設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng)、中央子午線、投影方法、數(shù)據(jù)處理精度等相關(guān)參數(shù)，自動化處理生成DOM、DSM、點云和三維實景模型等數(shù)據(jù)成果，數(shù)據(jù)成果見下圖。

DOM

三維實景模型

在測區(qū)內(nèi)均勻布設(shè)10個檢核點，并在現(xiàn)場GPS信號穩(wěn)定、固定解狀態(tài)下通過RTK獨立測量兩次，將實測三維坐標(biāo)與DOM、DSM成果圖上坐標(biāo)進(jìn)行比較，計算得出平面中誤差和高程中誤差，最終評定整個測區(qū)DOM的平面精度和DSM的高程精度，見下表。

檢核點平面及高程精度表   單位：米 

由此表各點較差計算可得：DOM平面中誤差為10.0cm，DSM高程中誤差為14.8cm，符合1：2000比例尺測圖精度要求。

地理信息應(yīng)用

目前，我們基于傾斜攝影測量的三維實景模型成果，利用三維地理信息平臺軟件，正在開展電力行業(yè)三維實景地理信息應(yīng)用試驗，已經(jīng)初步實現(xiàn)了三維場景下的實景模型漫游、三維模型單體化管理、屬性掛接、信息查詢、視頻監(jiān)控、統(tǒng)計分析等應(yīng)用功能，為變電站的運維、監(jiān)控、培訓(xùn)等應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

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