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复杂山区地形低空摄影测量关键技术

发布时间: 2019-06-04

来源: 科创中国_资源共享平台

基本信息

合作方式: 合作开发
成果类型: 发明专利
行业领域:
新一代信息技术产业,信息传输、软件和信息技术服务业
成果介绍
本项目研究是在川贵等地的复杂山区地形且天气恶劣情况下大规模采用无人机航飞的模式快速获取全区域高精度正射影像,采用的规范标准和技术要求均按照国家规范要求。 充分结合实际情况,对复杂地形和恶劣天气条件下无人机获取正射影像的多个环节进行了关键技术的研究和改进,并应用到多个实际生产项目中,解决了实际生产中诸多局限问题,诸如固定翼起飞场地、航时、平台稳定性及像控布控等。 研究成果可在同等地形条件下进行工作开展,达到大范围、高精度、高效率的无人机快速获取正射影像的效果,为该地形条件区域展开基于DOM的大比例尺测绘和调查提供了基础。 研究成果推广区域为云贵川等地形条件和天气情况复杂区域,通过对无人机航飞系统的适应性改造、基于惯性导航系统的关键技术升级以及数据后处理的一体化作业的推广,为同类区域提供了具有针对性的低空作业模式和研究思路。 创新性: (1)自主研发了适用于场地受限的垂起无人机,并将垂起多旋翼改成了外倾5度的外倾角旋翼,改变了其整体的向心力,使飞机更具机动性和抗风性。 (2)无人机飞行器的适应性改造研究,扩展平台载重及容积,修改机翼及尾翼,设计合理的副油箱,延长无人机航测系统的航拍时间,采用前三点式航空铝材起落架,减小冲击力,保护好机身尤其是相机及GPS板。 (3)集成差分GNSS关键技术研究,采用并联方式将差分GNSS模块通过连接相机的闪光灯装置实现同步获取GPS信息。 (4)复杂地区航飞数据后处理关键技术研究。将实时动态差分GPS数据与地面基站静态量测数据进行联网平差,解算出拍照像片瞬时的像主点位置信息,并引入空三加密-平差过程,提高成果精度。 独占性: 本项目针对复杂地区低空摄影测量所面临的问题,基于现有软硬件的基础上进行无人机航测系统的升级改造和数据后处理工艺的改进。探索了一整套从无人机航飞到后处理的适用于复杂山区地形的低空遥感航测的作业方法,通过实际飞行航拍作业检验无人机航测系统升级改造后的各项设计指标,并根据飞行指标实际情况进行实时调整和改进。对改进后成果进行精度对比分析,以及对工作量减少程度进行评估,同时总结引入差分GNSS后数据后处理工艺方法,从而指导同类地形条件下的项目实际生产。 盈利性: 本项目研究成功总结出适用于复杂地形条件下的低空遥感影像快速获取方法,研究成果成功应用于川贵地区12个县区的高分辨率影像获取项目,并取得了良好的实践效果。实践成果为多个县区的农村土地承包经营权确权登记颁证工作提供了现势性强、分辨率高的调查工作底图。同时,高分辨率遥感影像作为测绘基础成果,可为当地政府部门,全面、系统、客观、准确地掌握了影像覆盖区域的地表情况,并满足辖区的各个部门日常工作决策,满足区域经济社会发展和生态文明建设的需要,将极大提高区域行政公共服务能力,更好地服务于防灾减灾、应急保障及相关行业调查等工作。 应用了项目研制的适应于复杂山区地形条件下的特种无人机,稀少控制点的大比例尺摄影测量技术和无人机航飞数据变形接边处理技术。 通过稳定无人机飞行姿态,减少外业像控,节省大量人力物力并降低风险,极大地提高了复杂山区地形条件下的高分辨率正射影像获取的效率和精度。 持续性: 本项研究成果为今后复杂地形条件下获取高分辨率影像提供了研究思路,从无人机飞行平台的改造到数据获取方式的转变再到数据后处理的升级,全流程的研究过程使复杂地形条件下低空摄影效率提高,精度可靠,成本降低,同时也为复杂地形条件下无人机平台搭载其他传感器的作业方法提供了思路,为加快复杂地形区域测绘地理信息行业的快速发展发挥了重要作用。 先进性: (1)根据川贵地区地形条件的限制,本项研究对无人机航测系统的发动机、机翼和减震系统等进行了改造,增强气缸回压及保持发动机转速稳定,有效抵消发动机运转时产生的震动,保持机身平稳性,延长了续航时间,同时极大的降低了起落时的冲击力对相机及机身的影响。实际生产航拍作业,航拍影像质量良好,地物清晰可辨,无因飞机抖动而产生的重影现象,满足后续处理的要求。 (2)加装差分GNSS模块后,经过配重,无人机航测系统通过了实际飞行检验,各项飞行指标良好,飞行平稳性良好,反映出经过改造后的发动机的推重比足够,为后续的升级改造提供了扩展空间。 (3)通过对比分析,集成GNSS后的数据处理效率得到了很大的提高,外业像控数据数量可以减少约33%-60%,极大的节约了外业量测时间以及内业处理的时间,降低了生产成本。同时,平面精度满足相应比例尺精度要求的情况下,高程精度有明显的改善,试验数据表明,引入GNSS线元素和IMU角元素后,相对定向的速率和连接点提取精度都得到了较大提高和改善,保证了绝对定向精度以及每张像片外方位元素的精度,进而提高了4D产品的精度。
成果亮点
团队介绍
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