无人机航测技术在电力线路规划中的应用
低空无人机航测技术在铁路勘测设计中的应用
低空无人机航测技术在铁路勘测设计中的应用摘要：铁路勘测技术包括工程测量、航空摄影测量（简称航测）、遥感、物探、钻探、原位测试和试验等，不同的测量技术各有优缺点。
随着科技的发展，这些测量技术的精度都得到了极大的优化，部分技术已经达到了世界领先水平。
关键词：低空无人机航测技术；铁路勘测设计；应用；航空摄影测量是20世纪70年代中期引进的新型铁路勘测技术，计算机技术的发展使得航空摄影测量的精度越来越高，让铁路勘测设计进入了全新的领域。
近些年来，高铁的发展对铁路的要求也越来越高，航测技术开始显现出越来越大的优势。
1无人机低空航测的优点随着卫星遥感、大航空遥感技术的广泛应用，航空摄影进入了一个全新时代，但一些主观和客观的问题也随之而来。
首先，卫星遥感是太阳同步的，是绕着地球南北转动的，它的每两个轨道之间差100分钟，例如第一个轨道要是从长沙过境，第二个轨道就到乌鲁木齐或者西藏了。
两个轨道之间这么远，空档就要靠时间来补。
而另一个很重要的因素就是云层的问题，在同一个时间、同一个地点、不同的飞行高度来拍摄地面，2000米的高空可能就被云层完全挡住了，600米以下大概都清楚，而600米以上就可能看不清楚了。
也就是说如果要拍照的话，卫星影像和大航空遥感或许因为自然因素的制约无法保证摄影质量。
但是无人机在低空600米以下基本能保证摄影的成功率——无人机能够利用低空的优势去及时地获取到我们所需要的影像。
现在国家正在开放低空资源，对于部分高空领域，则属于空管的范围，例如离地6000米到20000米这个空间范围全世界都是严密监管的。
开放低空的概念是什么？美国是旷野地区5000米以下就叫低空，欧洲160—170米才叫做低空，而中国准备开放的将是非重要地区和军事管制地区1000米以下区域。
低空也是一种资源，低空资源开放以后，就能够发展低空的经济。
无人机可以称作一种低空经济，而且这个经济领域会有很快的发展，而这个经济领域其中一个应用就是无人机的低空遥感。
差分GNSS无人机航测技术在输电线路勘测设计中的应用
差分GNSS无人机航测技术在输电线路勘测设计中的应用杨晓慧; 陈正宇; 秦臻【期刊名称】《《北京测绘》》【年(卷),期】2019(033)008【总页数】4页(P949-952)【关键词】定位定向系统(POS); 空中三角测量; 无人机; 输电线路【作者】杨晓慧; 陈正宇; 秦臻【作者单位】中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司江苏南京211102【正文语种】中文【中图分类】P2310 引言目前,输电线路勘测设计主要使用传统的航空摄影测量技术,该技术较为成熟且应用广泛,但对天气和机场条件的依赖性大,成本较高且摄影周期较长。
而无人机航空摄影技术因成本低、机动灵活、效率高、受空域政策影响较小等因素,在输电线路勘测设计中应用越来越广[1]。
特别是随着具备PPK (Post Processing Kinematic)等功能的差分GNSS无人机航测技术的出现,使得电力测绘人员能够在使用稀少控制的条件下生产出满足输电线路勘测设计要求的高精度三维立体模型,更快更好的服务于电力勘测设计[2]。
今年,我院承接了江苏省内首个国网500 kV三维设计试点工程——500 kV茅山～斗山输电线路工程。
本工程通过使用飞马F200固定翼无人机航测系统获取沿线路通道内三维立体模型,使得线路可研及初设阶段即可在三维平台进行路径比选优化,这对输电线路三维设计的推广具有一定的参考价值。
1 项目应用分析1.1 项目概况500 kV茅山～斗山线路为江苏苏南电网主干通道内的一条重要送电线路,其功能主要为扩大承接皖电东送,满足华电句容、谏壁电厂等电源电力送出需求。
本次航飞线路路径总长为52 km,测区内以平原为主,最高海拔18 m,最低海拔1 m。
测区内交通便利,但输电通道十分拥挤,其中房屋众多,水系密集,交叉跨越复杂,测绘难度较大,见图1。
图1 线路路径1.2 技术流程无人机低空摄影技术辅助输电线路勘测设计主要分六个阶段[3],其主要技术流程如图2所示。
无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用 聂晓萌
无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用聂晓萌摘要：无人机航测技术在我国应用已久，为我国民用建筑、电力工程等行业的发展提供了新的可能性。
无人机航空摄影技术主要通过遥感技术操作无人机。
无人机在飞行过程中经常需要测量不同的区域，然后通过遥控无人机摄像机进行拍照。
这种打靶方法可以保证测量精度。
本文主要针对无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用进行简要分析。
关键词：无人机；倾斜摄影；测量技术；电力工程；应用1无人机倾斜摄影测量概述1.1新型倾斜摄影测量技术与传统摄影测量技术的区别倾斜摄影测量是一项从垂直、前视、后视、左视、右视五个方向模拟场景的高新技术。
它生成一个三维真实世界模型，通过该模型可以模拟被测区域的平面位置、大小、特征、形状、侧面、高程和垂直方向。
它可以模拟该地区的横断面和地形起伏。
传统的摄影测量技术是研究物体在该区域的中心投影图像生成的正射影像，包括其平面位置、大小、形状和性质。
一般来说，传统的摄影测量主要用于地形测绘和各种比例尺的正射影像制作。
除了新的倾斜摄影测量技术在各种比例尺地形测绘和正射影像制作中的应用外，还可以建立一个三维真实模型来测量被测地形的水平高程和垂直和横截面。
测得的地形可以是360度，无死角。
三维场景仿真的研究与实现，对摄影测量的应用起到了重要的促进作用。
1.2无人机倾斜摄影测量技术与载人机倾斜摄影测量技术的比较无人飞行器倾斜摄影测量技术是指无人飞行器在平台上进行倾斜摄影测量的技术手段。
无人机倾斜摄影测量技术的优点在于其实时性强、周期短、操作方便。
航空摄影受外界因素影响较小。
在合理的时间范围内，可以在天气较好、视野开阔的时间点进行航空摄影。
航空摄影成本低，维护方便快捷。
缺点是它能在空中短时间飞行，航空摄影的范围相对较小。
无人机倾斜摄影测量技术主要适用于测量面积小的项目。
载人倾斜摄影测量技术是指载人飞行器在平台上进行倾斜摄影测量的技术手段。
缺点是载人飞行器体积大，需要提前申请航拍路线。
输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题
输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题摘要：无人机具备体积小、全方位的检查优势，而且可以同红外探测设备共同协作，一起来完成相应的巡检工作，进而了解到整个输电线路的运行情况。
基于此，本文对输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题进行分析，以供相关的工作人员参考。
关键词：无人机；输电线路；巡检技术由于输电线路大多处于室外，环境相对复杂，检修和维护的难度相对较大，同时也会对工作人员的人身安全产生一定的危害。
无人机的应用范围非常广泛，不会受到地理条件的影响，可以对输电线路进行更加全面的检修和维护，并且可以在第一时间发现输电线路的故障，与人工相比较，工作效率和工作质量都会更高，因此，在输电线路当中应用无人机是当前发展的趋势，也是研究的热点内容。
1电力线路巡检方式和手段目前，输电线路检测的手段可分为人工线路检测、机器人线路检测、载人直升机线路检测和无人机线路检测。
人工巡逻模式存在时间长、成本高、操作困难、操作风险大、工作强度高、效率低等问题。
因此，巡检模式越来越不能满足线路巡检的需要。
机器人巡线模式是高压架空输电线路的一种自动巡线模式。
该巡逻模式虽然精度较高，但也存在着距离短、速度慢、穿越障碍物困难等缺点，限制了其应用范围。
载人直升机线路巡检模式可以通过配备成像设备的直升机对传输线进行拍照。
具有高效的输电线路巡检功能。
然而，它需要大量的人力资源和复杂的管理和技术储备。
因此，载人直升机直接启动巡逻模式尚未得到广泛应用。
无人机以其机身小、成本低、负载轻、操作简单等特点，越来越受到电力企业的重视，在输电线路巡检领域发挥着越来越重要的作用。
无人机是由机身上的无线遥控设备和程控装置操作的一种无人机系统。
由于无人机可以携带图像采集设备和信息传输设备，采集到的巡逻信息可以传输到地面工作站。
与载人飞机相比，无人机更有可能执行对人类来说太单调、太脏或太危险的任务。
为了减少操作人员的工作量和危险性，无人机得到了广泛的应用。
电力系统中常用的无人机主要包括无人直升机、固定翼无人机、多旋翼无人机和无人飞艇。
无人机技术在电网基建项目管理中的应用
无人机技术在电网基建项目管理中的应用摘要: 本文针对电网基建项目现状，提出了应用无人机技术开展基建现场管理的新手段，结合工程实践阐述无人机在电网基建项目设计、施工以及现场管理等方面的应用场景，对提升电力工程建设项目管理水平提供了有价值的借鉴案例。
关键词: 无人机技术，电网基建，项目管理，应用。
1 引言随着无人机技术迅速发展及逐步成熟，应用无人机开展项目管理已成为基建管理的一种新方式。
电网基建项目施工工期紧张、工程技术难度大、外部环境复杂，以往在项目设计、施工以及现场施工管理等需投入大量的人力物理，效率低、风险高。
在近年来，电网基建项目逐步开展无人机应用的探索，取得了较好的效果。
2 无人机在项目设计的应用2.1选址选线对拟定站址和路径宜进行航拍，航拍照片需要满足精度要求，照片应涵盖站址位置、站址进出道路、站址进出线等地形地物；线路路径包括地物、地貌、管线等。
2.2可研设计对选定方案站址进行适时航拍，航拍照片标明地物地貌调查信息，站址进出道路、站址进出线等地形地物；线路路径包括地物、地貌、管线等，满足线路征求意见深度要求。
无人机摄影测量系统进行区域网航空摄影，并通过专业软件形成测绘数据，对区域走廊通道进行整体规划，弥补现场视野受限的不足，充分考虑各种环境、规划因素，协调各工程项目关系，充分利用有限的通道资源，使线路走向和区域规划更加合理。
开展地形三维模拟及边坡测绘，总平面布置中拟加入航拍图进行展示；采用技术软件对航拍照片进行解析，提供勘察设计文件，供专业软件进行设计分析。
无人机摄影测量适用于大比例尺的地形图测量，成图比例尺一般大于1:2000，在电网工程的可研设计阶段，可采取高程控制措施，如增加野外控制和利用野外测量数据改变航测高程，可测量大于1:2000比例尺的地形图，为站址布置及优化提供影像、高程等详细的基础资料，减少劳动强度，提高劳动生产率。
2.3初步设计和施工图涉及使用无人机航测技术，获取地面高分辨率照片，根据照片航向、旁向重叠度、飞行高度、姿态等信息，利用专业后处理软件进行照片拼接、坐标纠正，生成DOM（正射影像图）、DEM （地面高程模型）等，最终生成具有地理坐标信息的数字地面三维模型。
无人机在电力工程测量中的应用
无人机在电力工程测量中的应用摘要：伴随着无线通信技术、航空遥感测绘技术、GPS导航定位技术及自动控制技术的发展，很多军用的技术已经拓展到了民用的设施中，其中最具代表性的就是无人机技术的运用，无人机的航空遥感测绘技术更可以很好的完成对电力测绘的任务。
本文主要介绍在电力测量中的应用。
关键词：无人机；电力测量1无人机概述1.1无人机定义无人机是无人驾驶飞机的简称（Unmanned Aerial Vehicle），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，民用行业中最常用的就是固定翼和多旋翼无人机。
1.2无人机摄影测量概述无人机低空摄影测量技术，以获取高分辨率数字影像为应用目标，以无人驾驶飞机为飞行平台，以高分辨率数码相机为传感器，通过３S技术在系统中集成应用，最终获取小面积、真彩色、大比例尺、现势性强的航测遥感数据。
无人机低空摄影测量主要用于基础地理数据的快速获取和处理，为制作正射影像、地面模型或基于影像的区域测绘提供最简捷、最可靠、最直观的应用数据。
1.3.2导航系统导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。
无人机载导航系统主要分非自主（GPS等）和自主（惯性制导）两种，但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点，因此多种导航技术结合的“惯性+多传感器+GPS+光电导航系统”将是未来发展的方向。
2无人机在电力测量中的应用无人机的测绘系统有很多的优点，其中就包括实时性、成本低、响应快、灵活度高等特点。
和传统的实测与卫星遥感相比，更是有很多的优势，它可以在低空取得光学图像、地址地形图像、输电线路图像，这一点上无人机有着其他测绘和监测方式不能取代的作用。
不仅如此，无人机的应用在灾害应急处理等方面液起着很重要的作用，对灾难的预警可以起到意想不到的作用。
2.1 规划输电线路在对各种各样类型的输电线路进行走廊规划的时候，对规划的区域要进行详细的信息采集和测绘工作，最好的方式就是采用无人机的测绘系统，这样不仅可以在获得数据的时候实现高效的特性，减少重复勘测，还可以在多方面降低环境对信息采集与勘测的影响。
输电线路工程勘测中无人机测绘航线设计与优化
输电线路工程勘测中无人机测绘航线设计与优化输电线路工程勘测是电力工程的重要环节之一，它的质量和效率直接影响着工程的顺利进行和后续运行维护的质量。
近年来，随着无人机技术的不断发展，无人机测绘在输电线路工程勘测中得到了广泛应用，极大地提高了勘测的效率和精度。
本文将重点介绍无人机在输电线路工程勘测中航线设计与优化的相关内容。
一、无人机在输电线路工程勘测中的应用传统的输电线路工程勘测主要依靠人工测量和航测飞机测绘，这种方式存在着效率低、成本高、安全风险大等问题。
而无人机测绘技术的应用，很好地解决了这些问题。
无人机具有飞行灵活、成本低、安全风险小等优点，尤其适合用于输电线路工程勘测。
在输电线路工程勘测中，无人机可以通过搭载相机、激光雷达等设备，实现对输电线路及其周边地区的高精度影像记录，同时还可以获取数字表面模型（DSM）、数字高程模型（DEM）等地理信息数据，为后续工程设计和施工提供参考。
无人机还可以配合GPS和惯性导航系统，实现对输电线路的精准定位和测量，为线路设计和建设提供精准的地理信息数据支撑。
无人机测绘技术在输电线路工程勘测中的应用，不仅大大提高了勘测质量和精度，还极大地提高了勘测的效率，减少了人力物力的浪费，提高了作业安全性，为输电线路的规划设计和施工提供了有力的支持。
二、无人机测绘航线设计的重要性在进行输电线路工程勘测时，无人机的航线设计是一个非常重要的环节。
合理设计的航线可以保证勘测范围的完整性、覆盖范围的广泛性和勘测精度的高度。
无人机测绘航线设计的质量直接关系到整个勘测工作的质量和效率。
1. 航线设计原则在设计无人机测绘航线时，需要遵循一些原则，确保测绘工作的顺利进行和数据的准确性。
航线设计应充分考虑输电线路及周边地区的地形地貌特点，根据地形起伏、植被覆盖情况等因素确定航线的高度和路径，避免因地形或植被遮挡导致的数据遗漏和不准确。
航线设计应考虑到无人机的飞行性能和设备的测绘精度，确定飞行速度、飞行高度、像素分辨率等参数，保证测绘数据的精准性和完整性。
无人机航测技术在输电线路中的应用实践
城
市
勘
测
Ｆｅ ｂ ． ２ ０１ ３
Ｎｏ ．１
Ｕ ｒ ｂ ａ ｎ Ｇｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｅ ａ ｌ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ
文章编 号 ： １ ６ ７ ２— ８ ２ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ｌ 一 ２ ９— ０ ４
的微处 理器 。地 面 配 套 设 备 主要 包 括 ： 实 时 影 像 的接
收与显 示 的数据 接 收 终 端 ， 数 码 相 机 获取 的地 面 高 清 影 像 的数据 处理 终 端 以及 控制 飞机 起 降 、 飞 行 和 拍 摄 的遥控 设备 。
即可起 降 。 （ ３ ） 一 般 作 业 区域 航 高 低 于 １ ０ ０ ０ ｎ ｌ ， 属于低空、
１ 引 言
随着我 国现 代化 建 设 进 程 加 快 ， 工 业 与 民 用 电量 不 断增 加 ， 电力工 程建 设力 度也 随之 加强 。除超 高压 、 特 高压 和跨 区电 网等 大 型 工程 快 速 建 设 外 ， 一 些 局 部 改线 、 叮 Ｔ 接 或 Ｔ接 线路 工程 也越 来越 多 ， 此 类 工程 规模 虽小 、 路 径较 短 、 但 工 期要求 特 紧 。如 采用 常规 工 测 技
用 于输 电线 路工 程 ， 并 取得 了 良好效 果 。
匿凰 西 － ■ ■ ＿
出－ ４ － １ ５ 。 规 范要求 的情 况 。
用 目标 ， 以 自动驾 驶飞 机为 飞行平 台 ， 以高分 辨 率数 码
相 机为 传 感 器 ， 通过 ３ ｓ技 术 在 系 统 中集 成应 用 ， 最 终 获 取小 面 积 、 真彩色、 大 比例 尺 、 现 势性 强 的航测 遥 感 数 据 。其 技术 特点 主要 有如 下 ： （ １ ） 无 人 机 数 据 处 理 流 程 与传 统航 测 相 比 ， 具 有 以下特 点 ： ① 采用 非量 测数 码相 机 ， 镜 头 畸变较 传统 航 摄 仪大 ； ② 低 空 宽视 角 ， 因视 点 变 化 的原 因 ， 影像 四周 地 物几 何 变 形 大 ， 特 征 匹配难度 大 ， 有效 匹配率 低 ；
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无人机航测技术在电力线路规划中的应
用
摘要：随着我国经济的快速发展，对电力能源的需求日益增大，与之相应的
电力工程建设力度也在不断加强，传统的电力选线手段已不能满足其快速、高效
发展的要求。
利用航空摄影测量技术能够高效完成电力建设规划。
目前，有许多
电力线路工程电压等级低，线路长度较短等工程还是以传统的工程测量方法进行
路径选择设计，成本高、效率低，特别在交通条件较差的高山区，更是劳动强度大，效率低。
同时不能对整体的智能电网建设提供详尽且丰富的基础数据。
在高
速经济发展的当下，传统的方法已经不能满足设计要求，利用载人航飞不仅时间长，而且费用相对也比较高。
而无人机航测可以很好地满足此类工程的电力选线。
关键词：无人机；航测摄影；电力线路；选线平台；路径优化
1无人机RTK航空测图系统
无人机RTK航空测图系统构成大体分为：无人机飞行平台、飞行控制系统、
地面监控系统以及内业数据处理系统。
无人机飞行平台内部载有影像传感器、自
动驾驶模块和RTK测量模块；无人机的飞控系统用于飞行计划设计及任务设备管理，由自驾仪、GPS/IMU 惯性导航系统、GPS接收机等组成，可实现无人机的姿态、航高、速度、航向的控制及各个参数的传输，方便地面人员实时监控无人机
飞行信息。
它采用手动、辅助和全自动飞行控制模式，可以有效的使无人机按照
预定的飞行路线平稳飞行；地面监控系统包括地面监控软件和无线遥控器等。
地
面监控软件为MAVinci软件，通过它可以实时监控无人机的飞行高度、航迹、飞
行姿态等数据，确保地面监控人员能及时了解无人机的飞行状况，保证飞行任务
的顺利完成。
另外该套软件也是航测系统的飞控软件，用于制定飞行计划实现自
适应地势起伏。
内业数据处理主要软件为数据后处理软件Photoscan，是一款基
于影像自动生成高质量三维模型的优秀软件。
它通过已知的基准点坐标、无人机
获得的航片影像和POS数据自动完成影像定向、空三加密过程，实现免像控自动
拼接处理，从而获得高精度的DEM、DOM 数据。
2.三维数字模型路径优化
2.1创建路径优化平台
采用Ecan-PLStation数字摄影测量工作站为立体选线平台，将DEN数据、DOM数据导入Ecan-PLStation路径优化软件，输入收集的工程资料、专题信息、
基础地理信息，创建路径优化平台。
如图2-1所示
图2-1 路径优化平台作业流程示意图
2.2路径优化
路径优化的步骤包括展绘初始路径、路径调整优化，路径优化后对获得的线
路路径进行排位并对排位方案进行校核，同时对方案的经济指标进行统计，以确
定获得的路径是否成立。
将初始路径输入辅助优化设计平台. 选线人员在气维场景中观察路径两侧
的地物和地貌。
通过路径优化平台中的测量模块，量测建筑物、电力线、通信线、采石场等对线路有影响的地物到路径的距离，以及陡峭地貌的坡度;识别走廊内
的地物地貌，并量测线路是否跨越房屋，确定局部地段立塔条件是否具备。
能否
跨越电力线，提供转角的度数和数量、转角间的距离等信息。
从而确立路径的成
立与否。
优化过程中可以采用自动排位或人工排位的方式确定杆塔位置，在三维场景中查看塔位地形，逐基落实杆塔位置。
进行风偏和危险点的校验，落实每一基转角塔、直线塔的使用条件，满足设计要求;在跨(钻)越 35kV 及以上高等级电力线时，采用电子模板软件模拟跨(钻)越，确认路径是否成立。
路径优化工作流程如图2-2所示：
图2-2 输电线路工程路径优化流程
3工程应用
陕南地区某110kV线路工程，长度54km。
该线路位于秦巴山区，地形较为复杂，线路途经许多零散房屋，林木茂盛繁多，许多塔位位置较为陡峭，边坡风偏对线路的影响较多，采用天狼星无人机航测和Ecan-PLStation立体模型选线，在路径优化中取得很好的效果。
3.1量测建筑物间的位置关系
在立体环境中，能迅速查看到线路附近的建筑物，通过立体测图软件测量出
线路中线距房屋的距离，若不满足规范要求，通过调整前后塔位至满足规范要求
距离，如若无法调整安拆迁处理，且能迅速量测出房屋面积生成房屋分布图。
3.2立体场景中查看塔位地形
在立体环境中，逐一查看每级预选塔位的塔位地形情况，量测塔位中心距陡
边坡，高坎边等的距离，结合地质人员的判断，将塔位选定在稳定的地形区域内。
3.3电子模板软件实时排位
在Ecan-PLStation立体模型选线平台中，用预选定塔位坐标生成线路平断
面图，实施排位，并进行适当调整，确定危险点，跨（钻）越满足规范要求。
从工程实际应用可知，基于无人机航测技术的线路路径优化具有以下优点:
1) 有效控制工程造价。
三维模型信息丰富，时效性好，精度高，所包含的
信息量和反映的数据流更符合现实情况，在三维环境下完成路径优化，能有效
控制工程造价。
2) 大大减少外业工作量。
将传统需要外业实地测量确定线路路径工作转为
内业，能有效控制工期，减少劳动强度，提高劳动生产率，节约成本。
3) 减少林地砍伐，保护环境。
当线路从林区通过时，通过准确量测林木高度，对林木实行高跨越排位设计，尽可能地减少林木砍伐，保护了林业资源，避
免破环境。
4）对整体智能电网提供基础数据。
无人机航测经过数据处理可以得到3D产
品DEM、DSM、DOM数据，为未来智能电网的地理数据建设提供详尽的、丰富的数
据支撑。
无人机航测技术在电力线路规划中现已广泛应用，也极大的提高了工作效率，减少外业测量工作，可在数字摄影测量工作站的立体环境依靠人工进行大部分的
数据采集，自动化程度相对较低，如何提高自动化采集度也将是将来的研究方向。
参考文献
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2.
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3.
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