小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用

王鹏飞　刁世伦

【摘要】 近年来，小型无人机遥感平台在相关领域得到了广泛的应用，尤其是在摄影测量领域中，更是受到了诸多业内人士的关注。作者在本文中对小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用进行了深入细致的剖析，同时对于小型无人机遥感平台的系统构成也做了详尽分析。

【关键词】 小型无人机 摄影测量 遥感平台

通常情况下，卫星遥感平台受到来自轨道的一些因素的限制，每天都有固定的过顶时间，给应急观测的实现带来了一定的难度。同时，在天气条件不好时，出于安全考虑，载人飞机不能升空作业，这是航空遥感的一大弊端。而微波遥感等技术手段虽受天气影响的程度较小，但其探测原理与航空遥感存在一定程度的差异，因此，微波遥感在实际应用中也存在很大的局限。就目前来看，微波遥感想替代可见光和红外遥感是不现实的。除此之外，就传统航空航天遥感而言，想获取影像资料，成本也非常高。这种现象使遥感在各应用领域的广泛发展受到限制。在这种情况下，低空遥感平台就显现出自身独特的优势：天气等自然因素对其影响较小；作业成本低；便于获取局部信息；无需申请空域；后续处理的可靠性较强。以上是小型无人机遥感平台所具备的显著优势，此外，小型无人机遥感平台在携带和转移上也具备一定优势。凡此种种，使小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用成为世界各国关注的重点课题。

一、小型无人机平台摄影测量系统基本构成

由小型无人机遥感平台所构建的摄影测量系统的构成并不复杂，其主要包含以下几部分：小型无人机飞行平台以及飞行控制系统、 影像获取设备、通信及遥控设备，还包括地面信息接收与处理设备。小型无人机平台摄影测量系统中的飞行控制系统主要有以下几项：保证飞行姿态平稳的垂直陀螺；GPS 接收天线和微处理器。就地面配套设备而言，它主要包括数据接收终端以及地面高清影像的数据处理终端和相关遥控设备。在具体的作业中，垂直陀螺的作用不容小覷，它可以测量飞机的俯仰姿态角和翻滚姿态角，此外，将垂直陀螺和微处理技术结合在一起，对于飞机在自主飞行过程中保持近乎“水平”状态非常重要。机载通信设备也非常重要，它可以将摄像头获取的实时影像以及GPS 位置数据等有效传回，从而保证了地面控制中心对飞机飞行、拍摄等情况的有效监控，使航向和飞行姿态得到及时纠正。

二、小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用

2.1 重视飞行平台技术指标

目前阶段，小型无人机的摄影测量遥感平台尚未形成完善的作业规范，在很多方面还有提升的空间。目前航测规范的制定依据主要来自测绘单位当下的技术条件等。就小型无人机而言，其是一种低空对地观测平台，最适宜的航拍高度为 1000m 以下，且它所采用的高分辨率的数码相机成像设备相比传统的航空摄影测量，也存在很大的不同。在这种情况下，使得现有的摄影测量规范的应用具备相当的难度。从传统的航测作业准则来看，以下几点参考指标需要相关操作人员明确：1、飞行速度应保持在 50～100km/h 以内。2、为免受到湍流阻碍，发动机不要在飞机前进方向的前部。3、一定要确保发动机故障时，飞机能够安全滑翔降落。 4、相对于地面的飞行高度变化应在 5%以下； 5、对于相邻摄站飞行高度的变化也有一定标准，以不超过 5%为宜； 6、航摄平台在作业过程中也应引起重视，以水平误差小于 3°为宜。 7、测量飞行速度的误差要尽可能精确，以小于5%为宜。8、偏离航线的绝对误差也有一定标准，其一定要小于相片旁向覆。9、由于发动机所引发的相机谐振，振幅的偏摆角在曝光时间内应低于8.6″。

根据当下的硬件设备，想要实现以上几点，并非难事，甚至可以说没有任何问题或阻碍。

2.2重视数码相机的性能指标

这里所说的数码相机主要是指非量测相机。自从1991年第一款真正意义上的数码相机 DCS100 问世以来，各类相机纷纷问世，分辨率以及重量、体积等都有很大的不同，价格也不一。目前，一些比较高端的相机的分辨率与传统的胶片影像差不多。近几年，普通数码相机的性能不断提升，分辨率得到了很大程度的提高，同时得到提升的还有其几何性能和辐射性能，点位精度和CCD 芯片的不平度也日臻完善。同时，CCD 芯片的引用，有效避免了底片变形的情况。

但在具体的摄影测量中，相关人员还应引起注意，为了最大限度的降低影像的畸变差，一定要做好验校工作。

三、结束语

综上所述，在摄影测量中，小型无人机遥感平台具有很大的优势，在未来一定会得到更加广泛的应用。根据目前的技术水平，小型无人机遥感平台大体上已经达到了摄影测量作业的指标标准，且有一定的提升空间，在不久的将来，其一定会更加完善，从而更好地服务于摄影测量作业。

参 考 文 献

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