基于奥维互动地图的无人机起降场选择与勘察

刘长亮，林冬生，何中柱，苏兴

1.陆军工程大学军械士官学校，湖北省 武汉市 430075

2.中国人民解放军32151部队，河北省 邢台市 054001

针对中大型无人机起降场选定与勘察效率不高的问题，介绍了奥维互动地图软件(OvitalMap)分辨率高、对地物变化敏感、信息量大、功能齐全等优点，通过具体任务的实施详细说明了基于奥维软件进行无人机起降场选择与勘察的具体方法，提出了应遵守的基本原则，为无人机的高效执行任务奠定了基础。

随着无人机应用领域的不断拓展，大型无人机的应用也逐渐增多。此类无人机对起降场地的要求相对较高，需要考虑的项目至少有地形、海拔、水文气象资料、植被以及运输工具可达性等要素。在无人机任务准备阶段，无人机部队往往会投入较多的人力、物力对起降场地进行考察，难度较大。

利用传统纸质地图选择无人机起降场的弊端

在以往的勘察工作中，先遣人员首先依据上级单位提供的小比例尺地图对起降场进行概略确定，然后申请涵盖备选起降场的若干大比例尺地图进行详细确认，剔除掉不具备起降条件的场地，最后再进行实地勘察。

由于纸质地图对地形地貌的描绘精度有限，时效性差，导致勘察工作较为困难，经常遇到图上分析极其理想，但实地考察却面目全非的情况，严重影响任务执行的进度。并且传统GPS导航也存在路线不清，选路困难等问题。

随着科技的不断发展，尤其是智能手机时代的来临，电子地图被越来越多的应用到工程实践中，本文中重点介绍奥维互动地图在作战实践中的应用，其强大的地图编辑功能配合智能手机的定位功能，很大程度地提高无人机起降场选择与勘察的效率，为打赢战争提供了保证。

奥维互动地图在起降场选择中的优势

奥维地图浏览器是由北京元生华网公司开发的集coogu地图、Google卫星图、百度地图、搜狗地图、5D地图等多种地图于一体且各种地图模式之间可以自由切换的跨平台地图浏览器，目前分为手机版和电脑版。奥维地图浏览器具有六个主要特征，即多元化平台服务，多源数据整合，数据云服务，功能集成一体化，大数据支持、高精度、高质量，AutoCAD无缝对接。目前，已较多的应用于野外探险、森林资源调查、控制网布置及控制点选择、高速公路、铁路等线性工程辅助选线等诸多领域。

可以对地形地物进行高精度勘察

利用奥维地图浏览器的卫星地图能够比较直观的看出地势的起伏变化情况，有利于下一步实地踏勘工作的部署。奥维互动地图更新速度快，对地物地貌变化敏感，使得现场勘测工作更加便捷、高效。能直观采集到相对较新的空中卫星影像图，增加对地形勘选的准确性。

支持位置共享实现团队协作

奥维互动地图具备跟随好友功能，可作为智能指挥系统进行团队协作。具体方法是：

首先设置好友跟随：依次点击【用户】＞【好友】＞【位置跟随】，若本机发起则选择【我的位置】，若本机为团队成员，则点击【自动更新位置的好友】，选择正确的好友。该功能可以实时显示多个好友移动轨迹并用不同的线条颜色区分。还有一种变通的使用方法就是将手机放置于无人机内部，可以在任何时候监测其准确位置，不足之处是若有静电屏蔽则GPS反应速度慢，存在滞后现象。

自定义标注方便数据采集测量

(1)勘测过程的辅助记录。

利用奥维互动地图还可以叠加高程，读取海拔、坡向、坡度等因子，高程差值为10m。奥维互动地图的标签定位功能还可以插入拍照图片和录音，可用于记录勘测点位置的相应重要信息。GPS轨迹记录功能可以记录行进路线，可用来记录路径、测量距离、标记重要地物等。

(2)点、线、面的记录与测量

奥维互动地图提供了两点之间的测距及方位角测量，还可以多边形测量面积和周长，直接可以在地图上判断两点之间的直线距离，也可以读取多边形面积和周长。该功能可以使我们方便的测量无人机航程、活动区域以及起降场面积纵深，判断是否达到起降要求。

运用奥维互动地图选择起降场的具体方法

现通过具体任务的实施过程详细介绍奥维互动地图选择起降场的具体方法。

（5）地震剖面上，扇体大都呈两端尖灭的“透镜状”或“扁楔形”，反射低频强振幅，连续性差，且与北部水下扇主体脱开，多表现为“无根”扇（图2）。扇体充填沉积在湖底低部位。

任务详情：利用一架停放在武汉市区的无人机系统对湖北省英山县境内的白莲湖水库进行空中侦察。该无人机系统的作用距离为100km，空中续航时间为5h，最大水平飞行速度150km/h，请为该无人机系统选择一个较优的起降场地。

起降场概略位置的确定

从地图我们可以看到，无人机系统初始位置距离目标地域的直线距离为97.795km，接近无人机系统的极限作用距离，为可靠起见，我们为其留出20%的余量，选择距离目标区域80km处为起降场。具体选择的方法是：在奥维数字地图中，以目标区域为圆心，以80km为半径画一个圆，起降场位于圆周附近即可达到我们的目的。

但是考虑到无人机系统要由初始位置武汉市区机动到该处，根据直线最短原则，我们画一条从初始位置到目标区域的直线，其与圆周相交的点即为空间上的最优点。

图1 以目标点为圆心画圆

图2 画从出发点至目标点的连线

起降场自然条件的确定

起降场不仅要满足空间需求，更重要的是要满足起降条件，一般的有海拔、地形、地物、水文气象以及运输工具可达性等。在奥维数字地图中，点击右上角的层叠图标，首先选择“OpenCycle等高线地图”，查看此处等高线分布情况，如果较大范围内无线条表明此处较为平坦，适合起降，若线条分布密集则表明此处高低起伏较大，不适合用来实施无人机起降，需在圆周上移动图幅以选择更加合适的地点。

图3 确定空间最优点

图4 利用卫星图确定地貌

地形满足要求后，确定地貌。再次点击右上角的层叠图标，选择“谷歌卫星图”或“谷歌卫星混合图”，载入谷歌高清卫星图来查看待选地域的地物情况，平整的田地或荒草地为最佳，不可为密林、居民地，更不可为水域。密林在卫星图上的特征为凹凸不平的绿色，水域的特征为平整的黑色、深蓝色、蓝色、墨绿色等，或者为有规律的白色波纹块状，也可结合“谷歌地图”查看，为蓝色标识的即为水域。很显然，交点处为“葛店正街”的纵向主干道，显然是不符合条件的。因此，应在交点附近沿着圆周继续寻找符合条件的地点。

从交点出发，沿圆周向上我们可以找到如图5所示的备选起降场一。沿圆周向下可以找到如图6所示的备选起降场二，二者在起降点的地形地貌均符合要求。

图5 沿圆周向上的备选起降场一

图6 沿圆周向下的备选起降场二

图7 备选起降场三

图8 备选起降场四

图9 为备选起降场三的进入路线

图10 备选起降场三道路不通

为确保安全，起降点的地形地貌满足要求后，还要查看附近特别是起落航线上的地形地物是否满足条件，起飞方向应无阻隔。首先不应有高山，其次不应有居民地，特别是大面积的城镇，否则无人机意外故障造成人员伤亡的概率便会急剧增大。从此方面考虑，图4所示的备选起降场一便不符合要求，其右侧的居民地为南北分布，很难避开，且从卫星图上可以看出，中部偏下的浅色位置为工程施工的痕迹，因此我们判断此处可能已经由荒地变为了工程用地，更可能的是已经建成了有相当高度的建筑物。因此应放弃该起降场一。再看图5所示的备选起降场二相对平坦，利用地图中的“编辑”-“测绘”-“测量面积与周长”工具可以得到该区域长约1km，宽约0.8km，共计约4平方公里，满足无人机起降要求，但是我们注意到该场地周围，特别是向东的起降航线上有大面积的水域，初步判断应为鱼塘及水田，这就对无人机造成了极大的隐患，万一落点有偏差将会造成无法弥补的损失。所以我们也不应选择起降场二。

为此我们应继续以地形平整、人员较少为原则在附近寻找备选起降场，由此再次确定了图7、图8所示的备选起降场三和备选起降场四。

现场勘查

现场勘察主要是进行以下图上作业难以确定的项目。首先是进出道路是否通畅，无人机系统方舱车辆大多超高超宽，行动路线上不应有限宽限高等障碍。图9为备选起降场三的进入路线，我们发现需要穿过铁路，经实地勘测，在普通公路与铁路的交叉点处有一涵洞，高仅为两米，且前后道路曲折严重，并有较大坡度，无人机系统车辆无法通行，具体位置如图9所示。若由另一侧绕行，则存在图10所示的道路不通问题，因此备选起降场不可用。

其次是排除电磁环境影响，要避开高压线、变电站等强电磁设施。图11为备选起降场四起飞方向上存在的高压电塔及其线路。因此，起降场四不可使用。

最后，附近要无敌情或敌情顾虑少，起降场到任务区域要无防空威胁，尽量避开城市和禁飞区。备选起降场五的进入路线相对顺畅，场地相对平整，如图12所示。周围无高压电塔及变电站等设施，起飞方向5km处有一小山坡，8公里处有一个小区，基本能够满足无人机的起降。图13为现场勘察实景图，经综合权衡，选定起降场五为最终起降场地。

存在的不足及应对措施

安全保密不能保证

图11 备选起降场四的现场勘察实景图片

图12 备选起降场五

图13 备选起降场五的现场勘测照片

特别是军队单位，信息安全是第一位的，行军路径直接联网容易泄密，依托GPS定位更是存在战时受制于人的巨大威胁。应对措施是开发军用版奥维互动地图软件，并配置北斗相关硬件，利用国产导航定位系统，建立地图实时更新制度，及时反映地物变化。利用相关选点原则建立起降场勘选评估系统，开发相关计算机模拟系统用于人员的训练，提高无人机系统执行任务的可靠性。

软件更新易造成数据丢失

奥维互动地图软件更新会造成数据丢失体现在两个方面，一是原来下载的地图需要重新下载；二是原来在存放在收藏夹中的数据丢失。建议不要轻易更新软件，如要更新也要及时将收藏夹中的数据导出备份，待成功更新后再导入。

结语

通过奥维互动地图在具体任务中的应用，其便捷性与实用性得到了充分体现。虽然在实际运用中仍然存在着对手机电量损耗大、定位精度不稳定等问题，但总体来看，奥维地图操作简单便捷、画面信息丰富精准、功能强大方便使用的特点使无人机使用单位的起降场选择与勘察工作变得省时省力，极大提高了作战能力。 ■