天狼星无人机
天狼星无人机航测系统在大比例尺地形测量中的可行性分析
天狼星无人机航测系统在大比例尺地形测量中的可行性分析【摘要】本文介绍了天狼星无人机的飞行平台、相机参数及作业流程，并进行了航拍及数据处理实验项目，并得到了DEM、DOM、DLG成果，然后对精度进行统计，结果表明，可以满足1:2000、1:1000的大比例尺地形图精度要求。
【关键词】无人机；航测；DOM；DEM；DLG；PhotoScan【中图分类号】P23【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）06-0237-01引言无人机航摄技术是继卫星遥感、大飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术[1]，在小区域大比例尺地形图测绘中应用广泛，具有不需要申请空域、机动灵活、快速高效、大比例尺、高分辨率、高精度、作业成本低等特点[2]。
本文采用拓普康的天狼星无人机获取低空影像数据，使用MAVinci Desktop、Agisoft PhotoScan、MapMatrix进行航线设计、地面监控、影像处理、以及DEM、DOM、DLG的成果生成，并进行精度统计。
1.航测系统简介1.1 天狼星无人机飞行平台及相机参数① 影像分辨率：可达到1.7cm；② 监测效率：2～5平方公里/小时（影像分辨率5cm时）；③ 无人机续航时间：50分钟；④ 飞行高度：60～700米可调；⑤ 起飞方式：手抛式；⑥降落方式：自动滑行、自动辅助、手动。
⑦ 内置RTK精度：RTK水平精度10mm+1ppm、RTK垂直精度15mm+1ppm。
相机为松下GX1含14mm f/2.5镜头，定焦校正，1600万像素，M4/3传感器，分辨率4592×3448。
1.2 作业流程①飞行计划：使用飞行计划MAVinci Desktop软件对飞行进行规划，完成后上传到无人机上即可开始实施飞行。
②影像获取：在飞行期间，控制器软件可以确保无人机自主跟踪起飞前所制定的飞行轨迹；机载相机自动获取影像并存储于无人机中。
③无需地面控制点的航空测图：天狼星无人机在飞行过程中，采集相片的同时进行RTK测量，每一张相片的位置信息都具有RTK固定解的精度。
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美国/中国台湾/日本澳大利亚/新西兰欧盟 英国/马来西亚/ 新加坡/阿联酋韩国 中国2. 要求产品要求▪USB Type A 端口或带蓝牙连接的设备▪ 2 节 7 号 (AAA) 电池*RAZER SYNAPSE 雷云要求▪Windows® 10 64 位（或更高版本）▪互联网连接，用于软件安装*Razer 雷蛇无线控制盘需要使用。
无人机在测绘工程中应用探讨 张啸峰
无人机在测绘工程中应用探讨张啸峰发表时间：2019-04-02T10:09:58.227Z 来源：《基层建设》2019年第1期作者：张啸峰[导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的无人机技术有了很大进展，并在各个行业中得到了广泛的应用。
北京诚绘通测绘有限公司北京 102488摘要：随着科学技术的发展，我国的无人机技术有了很大进展，并在各个行业中得到了广泛的应用。
近年来国家各部门也需要处理越来越多的测绘信息，不仅资料的类型不断增加，同时也有了更多的内容需求。
现在资料更新需求非常大，已经成为了一个事实。
在这种情况下，高效的测绘方法也就更加被人们所需要，无人机测绘和遥感系统的出现可以说迎合了现阶段的需求。
本文首先介绍了无人机的类型和优点，之后总结了其应用情况，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
关键词：无人机；测绘工程；运用引言信息化时代的来临，诞生了一系列数字化测绘技术。
其中，无人机测绘技术可以通过遥感系统进行复杂区域的测绘。
不仅大大降低了传统人工测量过程中存在的危险性，而且加快了测绘进度，在数据采集和处理方面也有巨大的优势，可以方便后续工作人员对数据进行整理和分析。
1无人机测绘应用现状无人机测绘系统主要包括无人机平台、机载传感器及数据后处理三大部分。
无人机根据气动布局差异性可分为固定翼、旋翼、复合翼等。
例如天宝公司出品的UX系列及拓普康公司出品的天狼星系列无人机均属于固定翼型无人机；拓普康公司出品的猎鹰系列则属于旋翼型无人机，成都纵横公司出品的CW系列属于复合翼型无人机。
各类型无人机在续航能力、起降要求、灵活性、安全性等各有优缺点。
根据应用环境不同，测绘无人机所搭载的相机可分为量测型相机和非量测型相机。
目前相比量测型相机，非量测型相机具有价格便宜、选择广泛的优点，普通民用单反相机、微单相机都可用于无人机搭载进行测绘作业。
现阶段无人机测绘的主要研发方向主要集中在硬件集成和数据处理两个方面。
近年来硬件方面如动力系统、飞控系统都有突破性进展，使得测绘无人机的续航能力、飞行平稳性能够适应更广泛的环境。
免像控无人机摄影测量系统的技术实现
免像控无人机摄影测量系统的技术实现摘要：无人机摄影测量技术由于其特有的机动灵活，高地面分辨率，高安全性等优势，已经成为满足我国重大需求的一项重要技术之一。
但现有的无人机摄影测量技术仍然需要大量的外业布控，才能满足高精度测图的需要，大大提高了测绘工作的成本和人力消耗。
因此，利用先进摄影测量技术和手段以实现免像控的无人机摄影测量成为研究的重点。
本文结合已有的免像控无人机摄影测量系统，探讨了免像控无人机摄影测量系统的技术实现方法。
关键词：无人机；无人机摄影测量系统；免像控1无人机摄影测量的起源无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）最早出现在1917年，当时主要运用在军事领域，由于其成本低、损耗小、无伤亡、机动灵活等特点，使其应用范围不断扩大，后来逐渐出现在民用领域。
随着计算机技术、通讯技术、导航定位技术、摄影测量等技术的迅速发展以及新材料的不断出现，基于无人机平台的数字航空摄影测量技术也不断进步，无人机摄影测量系统应运而生。
2无人机摄影测量系统的应用无人机摄影测量是传统的航空摄影测量的补充，它作业模式灵活，飞行的高度底，分辨率高，机动性强。
在林业资源探查，考古研究，土地自然调查，土地利用监测、矿产资源开发监测、灾害应急监测、地形图测绘、新农村建设、城市规划等领域得到应用。
如在2008年汶川地政和2017年的九寨沟地震灾害中，无人机航测系统获得的各种影像图对及时快速了解震后灾区的房屋、道路等损毁程度与空间分布，以及地震次生灾害如滑坡、崩塌以及因此而形成的堰塞湖的分布状况与动态变化等，发挥了重要重要作用，为救援、灾情评估、地震次生灾害防治和灾后重建工作等提供了第一手的信息和科学决策依据。
3无人机摄影测量系统的构成及工作原理无人机摄影测量系统的组成一般包括以下几个部分：无人机飞行平台、导航控制系统、数码相机、地面站、后期数据处理系统五部分组成。
1）无人机飞行平台：即无人机本身。
2）导航控制系统：主要包括飞控、GPS导航系统、IMU惯性导航传感器、气压传感器等。
无人机航摄技术简介
测绘技术解决了这一根本性难题，不需要人员进场测量，即可得到测区的全部高程优势
以前
现在
四、免像控应用优势 此外，企业正在转型升级、着眼为贯彻落实好生态文明建设的国家战略，逐步专 注于水环境生态建设，先后在杭州西湖，昆明滇池，洱海，官渡河，星云湖，锦江，
通过对比我们发现免像控无人机航测作业效率提升 明显，尤其是在地形复杂，人员不易进场的环境下 比野外测图及传统航测节约人力成本显著。
五、项目实例
1. 雄安新区航飞 2017.5-2017.7月，共计完成白洋淀区域170 平方公里的航飞任务，生产3平方公里的DLG， 0.1m分辨率的DOM正射影像30余G，录像50 余G 。
(d)四周边点组均匀布设 (e)四周均匀布设 ，少量内部控制
(f)四周点组布设 ，加少量内部控制
二、无人机航测之痛
沙 场 深 坑
丘 陵 地 带
山 区 河 流
二、无人机航测之痛 像控点布设之痛主要体现在以下几个方面： （1）困难地形人为进场布设困难。
（2）布设要求和布设原则不易达到规范要求。
（3）飞行布控人员和内业刺点人员往往分开作业，配合存在问题。 （4）成熟的刺点内业人员培养往往需要2年以上时间。
天狼星无人机产品优势：
美国拓普康定位系统公司联合德国玛芬( MAVINCI) ，结合玛芬奇在全球无人机飞控系 统设计方面多年的领先技术优势，率先推出了全球第一台内置RTK 实时测量的无人机航空 摄影平台-天狼星，改变了传统航空摄影测量需要大量布设地面控制点的作业流程，实现 了1:500大比例尺无人机免像控技术。 其优势主要集中体现在以下三点： 1、免像控技术 1）缩短航测生产工期：从月缩短到天，实现一日成图。 2）生产工期可控：外业工作减少，受天气影响减弱（靠天吃饭）。 3）减少对内业空三人员的依赖：免像控省去像控点布设及刺点过程，经过短期培训即可 完成作业。 2、设备运输便利 随人转场，不需额外运输，快速的响应能力。 3、设备环境适应性强 国际上首创的自适应高度飞行，解决地形起伏大造成的安全问题和测图精度降低的问题。
高精度免像控无人机在测绘行业中的应用
高精度免像控无人机在测绘行业中的应用天狼星（SIRIUS PRO）、飞鹭（HERON）企业发展历程2014年8月2015年2月2017年10月2019年5月2014年5月北京优飞全景科技有限公司注册成立天狼星无人机在中国区域的一级供应商和服务商国内首架天狼星交货RTK实时差分、垂直起降、模块化无人机项目启动 飞鹭无人机开始展露头角传统航测的痛1:2000传统航测之痛无需任何地面像控点100Hz实时差分技术所带来的变革无需任何地面像控点100HZ实时差分技术不同更新率误差比较70K M/h ≈20m/s1Hz 5Hz 20Hz 100Hz 20m 4m 1m 0.2m天狼星所带来的变革索尼 A6300APS-C画幅，2400万像素飞鹭 HERON内容性能参数1翼展220cm2长度130cm3起飞重量 6.5kg4电池锂聚合物电池 26.1V 23000mAh5推进方式电子无刷 2100瓦引擎6最大飞行时间100min7典型飞行高度59-750m8飞行海拔高度大于4000m9抗风能力6级10操作温度 -20℃—+45℃11抗雨能力雨中可工作12典型载荷巡航速度70km/h13典型地面采样距离 1.6-20cm14GNSS精度226通用跟踪通道，GPS L1 C/A, L2C, L2 P(Y), GLONASS L1/L2, Galileo E1 RTK水平精度10mm+1ppm RTK垂直精度15mm+1ppm国家测绘局标定场进行测试飞机精度平面和高程中误差均满足两倍GSD 续航时间有效续航时间大于80min覆盖面积最大有效覆盖面积通讯半径飞机作业半径大于5km。
浅谈无人机航摄RTK技术在园林规划中的应用
浅谈无人机航摄RTK技术在园林规划中的应用摘要：在园林规划设计中，底图外业测图一直都是设计人员最为头疼的问题，再加上其操作程序较为复杂，工作量大，存在的影响因素较多，所以很难保证底图外业测图的准确性。
但无人机航摄PTK技术，则能够有效解决上述问题，提高测量数据的准确性，降低工作难度，加强园林规划设计方案的准确性。
关键词：无人机航摄PTK技术；园林规划；应用传统园林规划中，开展地形地物测量工作，主要利用的是定位系统及全站仪等设备，测量图形的清晰性较差，且很容易受到外界不良因素的影响，进而导致测量结果出现偏差，影响后期效果图的制作。
而无人机航摄PTK技术是近几年研发和应用的新型测量基础，其能够有效增强外界环境测量的准确性和全面性，提高测绘影像的清晰度，真实还原场地实况，为园林规划设计方案提供可靠依据，提升园林建设水平。
1.无人机航摄RTK作业原理无人机的飞行航线可以根据导航定位系统所得到的信息让无人机在指定的时间内完成航行任务，而其精准度与所搭载的定位技术直接挂钩。
采用基于RTK （Real-timekinematic）载波相位差分技术的无人机定位系统，可以通过实时获取导航卫星信号和RTK差分定位信息，通过地面GPS基站来提高卫星信号对大气层的定位精度，将偏移量控制在厘米级。
无人机航摄RTK技术是指采用内置的小型机载GPS板卡的无人机航摄遥感系统，机载RTK和地面GPS基站以一定采用频率同时记录当前的位置，通过差分解算、内插处理等，获得无人机相机拍摄的每张相片在曝光时刻的精确地理位置坐标，提实现为无人机飞行作业供高精度定位支持，从而获得的各项航摄指标，如重叠度、旋偏角度等更加符合《低空数字航空摄影规范》要求。
2.PTK辅助测图技术原理若想获得高质量、高速率的无人机航摄影像，首先要将测量比例尺定位在1：500这种大比例尺标准范围上。
但是在确定大比例尺测量图后，传统的无人机测量技术因为采用的是小相幅非量测相机完成的影像拍摄，影像的真实性势必会受到影响，降低其清晰度，同时由于比例尺的增大，相应的测量控制点获取的精确度也会失真，很容易降低测量数据的准确性及可靠性，进而增加外业测量工作的难度，加大测量测量人员的工作压力及工作量。
Ebeeplus无人机在工程测量中的应用
Ebee plus无人机在工程测量中的应用摘要：工程测量顾名思义是以工程为服务对象的测量服务，其对技术的要求，对比于传统意义以图作为服务对象，更加强调点位的精度。
Ebee plus无人机是瑞士Sensefly公司2016年推出的集成了高精度GPS以及2000万像素相机的无人机影像采集系统，其具有重量轻，操作便捷的优势，同时最为重要的是其在加持了PPK、RTK的同时，精度控制的相当完美，完全满足工程测量高程误差小于10cm的基本要求。
本文主要介绍了Ebee plus无人机在工程测量中的应用。
关键词：Ebee plus无人机；工程测量；应用：引言Ebee plus无人机是瑞士生产的面向多行业的高精度无人机，精度对标Topcon 天狼星无人机，但价格优势明显，基本相当于天狼星的一半。
无人机技术目前最核心的问题集中在以下几点：1.精度Ebee plus无人机，是我们四年多来一直使用的无人机，其精度经各种地形、地貌的检测验证，完全可以满足平面精度2倍于分辨率，高程精度3倍于分辨率的基本技术要求。
也就是在满足地面分辨率3.3cm的情况下，可以满足高程中误差低于10cm的技术要求。
（理论依据可参看我的另一文章：《DJI 精灵4RTK免像控的误差较大原因及分析》）1.效率Ebee plus无人机，航时标称59分钟，在实际情况下我们达成过64分钟的情况（因无人机飞行不确定因素较多为了飞行安全不建议超标飞行），安全降落，无任何设备损伤！飞机航速一般在10米/秒-16米/秒，在地面分辨率2.4cm的情况下，一架次可完成0.22Km2。
效率相比国产或是组装的无人机，效率方面实在不高。
无人机精度对于现在的国产设备来说，在免像控方面依然是很大的门槛，国内大多数无人机厂家基于免像控技术，提出了各种各样的遐想，以此迷惑使用者，造出了一个1：****的免像控技术概念，但这些词，对于工程测量来说，毫无意义，因为工程测量，我们核定的标准大多时候是具体的数字，高程误差必须控制在10cm以内，是对大多数需要关注的特征地物最基本的数据要求，超过了这个精度，那么只能作为测图手段，而不能作为为工程设计服务的工程测量成果进行提交的。
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天狼星航空测图系统
SIRIUS Pro航空测图系统•开创无人机全新应用方式
❖内置RTK的无人机
❖100Hz索佳2cmGNSS接收机
❖支持GPS+GLONASS双星双频
❖一体化整合的RTK
航空测图精度的关键
•地面控制点的精度、分布
•像片的质量
地面控制点样例
理想的地面控制点分布
优化地面控制
某项目地面控制点分布图
想象一下•超过1000个控制点
•均匀分布
•厘米级精度
一切开始变得如此简单！
当无人机配备了RTK
•节省时间，效率更高
❖50%项目成本
•深入人员无法到达的区域测量
❖山区、灾害现场
系统组成
•无人机
❖无人机套件
❖自动驾驶模块
❖相机套件
•通讯数据链
❖连接器RF-link
❖控制器RC-link
•软件解决方案
❖MAVinci Desktop飞行计划
❖其他后处理解决方案
天狼星无人机
•简便自动的飞行计划
•起飞至降落全自动化操作
•支持安全与紧急处理
•可承受200次降落
•50-65km/h风速中仍可正常工作，-20℃到 45℃工作范围
自动驾驶模块
•集成GPS
•集成IMU
•自动驾驶辅助飞行
❖操作者仅需要简单的控制上下左右
❖可随时切换到全手动、全自动控制
相机套件
•小巧轻便并且素质出色
•松下GX1单电相机
•1600万像素传感器
•14mm f/2.5定焦镜头
相机套件
•可选近红外相机
❖NDVI-归一化植被指数
❖检测植被生长状态、植被覆盖度和消除
部分辐射误差等
通讯数据链
软件解决方案
•可选单机后处理软件
❖AgiSoft PhotoScan Pro
❖PIX4D Desktop
❖Menci APS
❖OrbitGIS
❖EnsoMOSAIC
工作流程
1使用MAVinci Desktop制定飞行计划
•无线传输到无人机
•可在野外创建
•可在办公室离线创建
•飞行过程中可调整
2自动化的手抛起飞模式
3自动驾驶模式下自动飞往目标区域
4全自动，手动辅助，全手动着陆
5野外数据预览和快速检查
•绿色
•黄色
•红色
6数据导出到计算机
7数小时即可完成数据处理•高分辨率的正射影像和DEM
•到其他后处理软件的一键式集成接口
8生成详实的可漫游的3D模型
9数据分析与可视化
•快速可视化
•虚拟测量
•体积分析
•实时计算等高线、斜率和斜率方向
•直接导出到CAD
一次典型的无人机任务•30分钟内：完成无人机组装、飞行计划、起飞前检查
•单次飞行最长飞行时间：50分钟
•10分钟内：下载高清影像
•基于主流桌面计算机配置
❖如果覆盖1 km2/5cmGSD->大约930张像片->约3小时后处理
❖如果覆盖1.5 km2/10cmGSD->大约420张像片->约1.5小时后处理
精度评估
•传统无人机校准误差精度评估
一般来说
ΔX，ΔY ≈ 2 * GSD
ΔZ ≈ 3 * GSD
精度评估
•SIRIUS Pro精度评估一般来说
ΔX，ΔY，ΔZ ≈ GSD
GSD X/Y Z 农业区域1 1.6cm 2.4cm 3.1cm 采石场2-3cm 4.4cm0.8cm 农业区域2 3.5cm 5.1cm 3.2cm 农业区域310cm7.2cm8.6cm
GSD&AGL&面积
•飞的越低，精度越高
侧向覆盖/航向覆盖GSD AGL65/85%20/80
%
1.6cm59.4m0.7km2 1.62km2
2.6cm96.5m 1.13km2 2.65km2
3.2cm119m 1.42km2 3.20km2 5cm186m 2.25km2 5.12km2 10cm371m
4.54km29.97km2 20cm743m8.67km218.2km2
基于单次45分钟飞行，图像宽高比2
MAVinci Desktop
选择目标区域
创建飞行计划
自动分割飞行计划
自动适应高程模型的飞行计划
3D视角实时监控飞行过程
加载等高线图
简单测量
采石场3D模型1
采石场3D模型2
采石场DSM
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