大载荷长航时无人机航空应急测绘系统设计与实现

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2019.0301

测绘通报 ›› 2019, Vol. 0 ›› Issue (9): 128-134.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2019.0301

大载荷长航时无人机航空应急测绘系统设计与实现

王中祥¹, 武昊¹, 朱杰¹, 王俊伟², 张蓉晖¹

1. 国家基础地理信息中心, 北京 100830;
2. 四川测绘地理信息局测绘技术服务中心, 四川成都 610081

收稿日期:2019-06-03 出版日期:2019-09-25 发布日期:2019-09-28
作者简介:王中祥(1969-),男,高级工程师,研究方向为应急管理。E-mail:wangzhongxiang@ngcc.cn
基金资助:
国家重点研发计划（2018YFC0807005）

Design and realization of high payload and long endurance UAV based aerial photography system for emergency surveying and mapping

WANG Zhongxiang¹, WU Hao¹, ZHU Jie¹, WANG Junwei², ZHANG Ronghui¹

1. National Geomatics Center of China, Beijing 100830, China;
2. Surveying and Mapping Technology Service Center, Sichuan Surveying and Mapping Geographic Information Bureau, Chengdu 610081, China

Received:2019-06-03 Online:2019-09-25 Published:2019-09-28

摘要/Abstract

摘要： 无人机航空摄影是应急测绘保障的重要手段。近年来，大载荷长航时无人机已逐步进入民用领域。以往关于航空应急测绘系统的研究主要是针对轻小型无人机和有人机，缺少适用于大载荷长航时无人机性能和特点的系统设计方法。本文首先分析了不同固定翼无人机产品的性能差异，从无人机平台、任务传感器、遥感数据处理软件等的集成关系入手，提出了基于航测控制器的多载荷一体化集成的设计方案，以及涵盖航摄规划、视频实时处理、影像高精度处理的软件系统集成方案。采用该设计方案研制实现了CH-4航空应急测绘系统，并在四川广元某区域进行了试验，结果表明该系统不仅可以同时获取视频、光学影像和SAR数据，而且数据获取质量能够满足大比例尺测图的要求。

关键词: 应急测绘, 航空摄影, CH-4无人机, 无人机系统

Abstract: UAV (unmanned aerial vehicle) based aerial photogrammetry is one of the major methods for emergency surveying and mapping. In recent years, a series of UAVs with high payload and long endurance have been applied in civil area. But, former researches on UAV based aerial photogrammetry systems mainly focused on micro/mini UAVs and manned aircraft. These researches are unable to fit with the characters of UAVs with strong capabilities because of the lack of special design methods. In order to solve this problem, this paper analyzes the differences between various types of fixed-wing UAVs, and takes the integration of UAV platforms, mission sensors and remote sensing processing software as the key point of the design of this type of UAV system. Then, an integration method for multiple sensors based on special aerial photography controller is proposed, and the integration process of different software including plan of aerial photography, real-time processing of video and high precision processing of images is introduced. Based on the above methods, an aerial photography system for emergency surveying and mapping based on CH-4 is realized and experimented in Guangyuan Sichuan. The experiment results show that this system can obtain video, optical image and SAR dataset by a single flight, and the quality of datasets can meet the requirements of large-scale surveying and mapping.

Key words: emergency surveying and mapping, aerial photography, CH-4 UAV, UAV system

中图分类号:

P231

王中祥, 武昊, 朱杰, 王俊伟, 张蓉晖. 大载荷长航时无人机航空应急测绘系统设计与实现[J]. 测绘通报, 2019, 0(9): 128-134.

WANG Zhongxiang, WU Hao, ZHU Jie, WANG Junwei, ZHANG Ronghui. Design and realization of high payload and long endurance UAV based aerial photography system for emergency surveying and mapping[J]. 测绘通报, 2019, 0(9): 128-134.

参考文献

[1] COLOMINA I, MOLINA P. Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing:a review[J]. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2014, 92:79-97.
[2] 晏磊,廖小罕,周成虎,等.中国无人机遥感技术突破与产业发展综述[J].地球信息科学学报,2019,21(4):476-495.
[3] 于黎明,王占林.军用无人机的发展趋势及其关键技术[J].航空科学技术,1999(1):9-10.
[4] PRZYBILLA H, WESTER-EBBINGHAUS W. Bildflug mit ferngelenkten Kleinflugzeug[J]. Bildmessung und Luftbildwessen, 1979(47):137-142.
[5] 李德仁,李明.无人机遥感系统的研究进展与应用前景[J].武汉大学学报(信息科学版),2014,39(5):505-513.
[6] 闵宜仁.发挥优势再接再厉继续推进应急测绘保障工作[J].中国测绘,2013(4):6-9.
[7] 雷添杰,李长春,何孝莹.无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用[J].自然灾害学报,2011,20(1):178-183.
[8] 朱庆,曹振宇,林珲,等.应急测绘保障体系若干关键问题研究[J]. 武汉大学学报(信息科学版),2014,39(5):551-555.
[9] 薛武,张永生,王涛,等.无人直升机面阵影像高精度对地定位[J]. 武汉大学学报(信息科学版),2019,44(2):246-253.
[10] 杨梦琳,李道春,万志强,等.中国面向遥感应用的垂直起降无人机现状和应用前景分析[J].地球信息科学学报,2019,21(4):496-503.
[11] 毕凯,李英成,丁晓波,等. 轻小型无人机航摄技术现状及发展趋势[J]. 测绘通报,2015(3):27-31.
[12] MUELLER J B, MILLER C A, KUTER U,et al. A human-system interface with contingency planning for collaborative operations of unmanned aerial vehicles[C]//AIAA Information Systems-AIAA Infotech. Texas:[s.n.],2017.
[13] ULLAH S, 晏磊,冯朝晖,等.无人机组网遥感实时任务观测的冗余容错控制方案[J].地球信息科学学报,2019,21(4):552-559.
[14] 史晓明,张田凤,汪洋,等.中航时固定翼无人机在湖北省航空应急测绘系统建设中的应用[J].测绘通报,2017(S1):185-187.

[1]	羌鑫林, 蒋圣, 王继, 钱程扬, 方炫. 面向Z-5无人直升机航测的测绘质量检查体系及实证[J]. 测绘通报, 2022, 0(2): 136-139.
[2]	赵云昌. 倾斜航空摄影技术在矿山地质环境调查中的应用[J]. 测绘通报, 2020, 0(9): 119-122.
[3]	殷红霞, 杨建红. 多源异构点云融合技术在古建筑信息留存中的应用[J]. 测绘通报, 2020, 0(9): 162-164.
[4]	朱杰, 王俊伟, 王中祥, 武昊, 张蓉晖. 无人直升机航空应急测绘系统设计与实现[J]. 测绘通报, 2020, 0(6): 87-92.
[5]	张衡, 李骁, 叶朋飞. 顾及地形起伏的无人机影像覆盖分析方法[J]. 测绘通报, 2020, 0(1): 102-106.
[6]	赵勇, 武昊, 王中祥, 朱杰. 国家应急测绘保障能力建设项目总体技术设计[J]. 测绘通报, 2019, 0(9): 121-127.
[7]	刘磊, 刘津, 翟永, 邢绪超. 国家应急测绘调度系统设计[J]. 测绘通报, 2019, 0(9): 135-138,146.
[8]	毕凯, 王中祥, 武昊, 朱杰, 张蓉晖. 国家应急测绘前线勘测系统设计与建设[J]. 测绘通报, 2019, 0(9): 139-146.
[9]	杨靓, 黄蔚, 查祝华, 张红平. 兼顾志愿者地理信息的国家应急测绘公众服务平台设计[J]. 测绘通报, 2019, 0(9): 147-151.
[10]	李东海. 三维激光扫描技术在1∶1万地质灾害详细调查中的应用——以河北邢台峡谷群国家地质公园为例[J]. 测绘通报, 2019, 0(7): 160-162.
[11]	孙新博, 李英成, 王恩泉, 耿中元, 王思雪. 一种无人机视频影像快速配准方法[J]. 测绘通报, 2019, 0(6): 77-80.
[12]	王星捷. 测量教学无人机的设计与应用[J]. 测绘通报, 2019, 0(5): 143-147.
[13]	孔令礼, 杨爱民, 陈峰. 山西省应急测绘保障能力建设与思考[J]. 测绘通报, 2019, 0(1): 155-158,164.
[14]	张凯, 张好运, 卢旭升, 游画, 薛彬, 翟京生. 无人机海岛礁航空摄影测量技术应用[J]. 测绘通报, 2018, 0(9): 87-90.
[15]	李鑫龙, 李伟明, 张清民. 天狼星无人机摄影测量系统在大比例尺测图与三维建模中的应用[J]. 测绘通报, 2018, 0(10): 159-162.

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