北斗短报文的无人机飞行监管技术与装备研究

针对我国现有以地面雷达为主要空管手段的监管体系中,轻小型无人机飞行目标存在的“看不到”“管不了”等难题。该文提出了基于北斗短报文通信技术的无人机系统飞行监管技术与方法,研究制定了无人机资源注册、任务注册机制,以及无人机飞行诸元传输协议;研究突破了无人机机载设备终端电磁兼容、北斗通信传输频次加密、多系统导航定位、FPGA优化集成等关键技术,研制了小型化、轻量级、高频次北斗短报文无人机飞行监管机载终端,开发了网络化无人机飞行监管综合运行管理平台。全套系统在国土测绘、海洋监测、灾害应急等领域开展5个节点应用示范,有效实现了无人机多架、协同、异地、同步在线超视距通信与监管。研究成果填补了我国无人机飞行安全管理的空白,进一步推动了无人机产业化发展,有力保障了我国低空空域开放政策的有序推进。     

GIS及大气传输模型在核应急管理中的研究与系统实现

在深入研究美国国家海洋和大气管理局HYSPLIT大气扩散模型的基础上,采用.Net语言和ArcGIS Server,建成了一个集地理信息系统技术及大气扩散模型于一体的放射性污染物扩散分析系统,实现了大气扩散模型与地理信息系统的集成,并对地理信息系统与大气扩散模型的结合、放射性污染物在大气中的扩散模拟等关键技术进行了详细阐述。系统可对突发性核事故应急响应提供实时、可靠、可视化的解决方案,并已成功应用到日本福岛核电站核事故放射性137 CS扩散模拟及模拟应急管理中,研究成果进而可推广应用到我国新建核电站选址,辐射环境监测等领域,为巩固和加强我国核应急管理体系,提供了先进的技术手段和可靠支撑。     

立体测绘型双翼民用无人机航空摄影系统的实现与应用

按照领域专用、性价匹配的思想,设计并实现了一套满足小区域大比例尺地形图立体测绘要求的无人机航空摄影系统.该系统以双翼无人机为遥感平台,以数字相机为传感器,配置3轴稳定云台,直接获得数字航空影像,具有自主飞行、低空作业、无需机站支持、起降距离短、滑翔性能好等特点.系统包括双翼无人机、飞行自动控制与安全、CCD数字相机、稳定云台、空地无线通讯、地面站和数据处理等7个子系统.分别介绍了系统的总体结构和各子系统的技术状况;分析和比较了系统的GSD、像点移位、基高比等关键参数在保证成像质量和成图精度方面的合理性;报告和展示了系统在广州新客站、丹江口文物考古测量工程的试验情况和部分成果;最后对系统的改进提出了建议.     

无人机倾斜摄影技术研究与应用

针对无人机倾斜摄影系统选型设计、传感器配置和系统集成问题,该文按照倾斜摄影技术要求,通过分析各种类型无人机飞行平台的技术特点和性能指标,提出了不同场景下无人机系统设备的选型设计方法、多种倾斜摄影相机的合理配置方案、系统优化集成方法和数据处理技术流程,指出了无人机倾斜摄影技术目前存在的问题。该文研究成果为无人机倾斜摄影系统开发、设备研制及生产作业提供了重要参考,已研发出固定翼无人机、多旋翼无人机为飞行平台的多种规格型号的无人机倾斜摄影设备,提高了作业效率。     

无人直升机航空应急测绘系统设计与实现

无人直升机具有环境适应能力强、机动灵活、可定点悬停的优势,在应急测绘地理信息保障中具有广泛的应用前景。本文从无人机平台、任务传感器、数据处理软件的集成关系入手,提出了包含结构设计、电气设计、控制流设计的多载荷一体化的集成设计方案,以及涵盖航摄设计、视频数据处理、光学面阵影像处理的软件系统集成方案;采用该方案实现了Z-5无人直升机航空应急测绘系统,并在安徽明光进行了飞行试验。结果表明,该系统可以同时获取视频和光学影像,并进行实时处理,满足实时提供应急测绘地理信息保障的要求。     

无人机航磁测量技术综述

无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)航空磁测作为一种高效便捷、成本低廉的地球物理方法已广泛应用于地质调查、矿产资源探测、工程勘察等领域。首先概括了无人机航磁测量系统近二十年的历史进程,介绍了国内外无人机航磁测量装备的研发进展以及应用情况,比较了三类主要无人机飞行平台的优缺点及其在航空磁测领域的应用场景,对无人机航空磁力仪的类型和特点进行了分析。其次,详细阐述了航空磁测的干扰问题,对航磁补偿原理进行了数学描述,探讨了多种航空磁测补偿方法的应用实例,总结了无人机电磁干扰的特性和相关的抑制方法,指出了在传统磁补偿的基础上进一步改善无人机航空磁测精度的相关途径。最后,介绍了无人机航空磁测技术相关的典型应用案例,对无人机航磁测量技术的优势与不足进行了总结,同时对无人机航空磁测技术的下一步挑战与发展提出了展望。     

立体测绘型双翼民用无人机航空摄影系统的实现与应用

按照领域专用、性价匹配的思想,设计并实现了一套满足小区域大比例尺地形图立体测绘要求的无人机航空摄影系统。该系统以双翼无人机为遥感平台,以数字相机为传感器,配置3轴稳定云台,直接获得数字航空影像,具有自主飞行、低空作业、无需机站支持、起降距离短、滑翔性能好等特点。系统包括双翼无人机、飞行自动控制与安全、CCD数字相机、稳定云台、空地无线通讯、地面站和数据处理等7个子系统。分别介绍了系统的总体结构和各子系统的技术状况;分析和比较了系统的GSD、像点移位、基高比等关键参数在保证成像质量和成图精度方面的合理性;报告和展示了系统在广州新客站、丹江口文物考古测量工程的试验情况和部分成果;最后对系统的改进提出了建议。     

大载荷长航时无人机航空应急测绘系统设计与实现

无人机航空摄影是应急测绘保障的重要手段。近年来,大载荷长航时无人机已逐步进入民用领域。以往关于航空应急测绘系统的研究主要是针对轻小型无人机和有人机,缺少适用于大载荷长航时无人机性能和特点的系统设计方法。本文首先分析了不同固定翼无人机产品的性能差异,从无人机平台、任务传感器、遥感数据处理软件等的集成关系入手,提出了基于航测控制器的多载荷一体化集成的设计方案,以及涵盖航摄规划、视频实时处理、影像高精度处理的软件系统集成方案。采用该设计方案研制实现了CH-4航空应急测绘系统,并在四川广元某区域进行了试验,结果表明该系统不仅可以同时获取视频、光学影像和SAR数据,而且数据获取质量能够满足大比例尺测图的要求。     

让文明之花常开常新——中国国土资源航空物探遥感中心精神文明创建工作综述

中国国土资源航空物探遥感中心是我国专门从事航空物探和国土资源遥感技术研究、开发和勘查应用的高科技事业单位。成立50年来,工作范围和服务领域从以地质找矿为主,拓展到地质环境监测、地质灾害预警、土地利用监控、重大工程规划评     

中继通信技术在无人机应急测绘保障中的应用

近年来,无人机以机动灵活、快速高效的优势,在灾情侦查、灾害调查和灾后重建等应急测绘保障工作中发挥了重要作用,已成为国家航空应急救援体系的组成部分之一。但通信距离短、通信方式单一、地形环境影响大等因素已严重限制无人机在高山区、远距离作业任务等复杂条件下的应急测绘保障应用。本文以提高无人机应急测绘保障能力为核心,研究了一种结合中继通信技术的无人机远距离操控技术。通过开展无线电通信、卫星通信及移动网络通信等多种中继通信方式研究、集成与应用,实现复杂地形环境下的无人机远距离安全操控和灾情地理信息数据快速获取,能够有效提升应急测绘与防灾减灾能力。     

浅析无人机数据在PF中制作正射影像的关键技术

随着航空遥感测量技术的广泛运用,航空遥感测量技术现已成为我国应急救灾、数字城市建设、国土资源调查、矿山监测、环境监测等重大工程项目开展的重要技术手段与支持[1]。无人机测绘这一新型航空摄影测量技术以它快速、灵活以及低成本的特点为应急救灾和小面积测绘带来了革命性的改变。本文以无人机搭载的5D mark III相机获取的影像数据为例,研究了无人机数据在PF中快速制作正射影像的关键技术,总结得出了一套科学可行的快速生产正射影像方案。     

黑河流域中游无人机遥感影像数据处理

无人机低空遥感技术是航空遥感领域一个新的发展方向,具有低成本、快捷、灵活机动,以及数据高时效、高分辨率等特点。本文以无人机低空遥感在黑河流域中游张掖的应用为例,介绍了无人机低空遥感系统的基本构成,论述了影像数据的获取、影像的匀色、特征点的提取与匹配、几何纠正与镶嵌、DTM和DOM的生成等处理流程与分析方法。实验结果表明,无人机低空遥感系统能够满足局部区域内的高分辨率、大比例尺基础数据采集的实际需求,在三维重建、土地调查、环境监测等领域具有良好的应用前景。     

无人机摄影测量技术在阿娘寨滑坡应急调查中的应用

无人机摄影测量技术具有数据获取效率高、响应速度快、成果丰富多样等优势,逐步应用于地质灾害应急调查中。2020年6月18日阿娘寨滑坡复活后,采用无人机摄影测量技术进行应急调查。首先,通过检查点验证了无人机免像控摄影测量技术的可行性,总结性研究了无人机影像数据快速拼接和全面处理的软件选取,生成了调查区三维实景模型、数字表面模型(DSM)、正射影像(DOM)及密集点云等基础数据;最后对基础数据处理分析,完成了滑坡地形快速测绘、滑坡特征调查等工作,并对多期次的高精度无人机摄影测量数据进行差分计算,识别了滑坡形变较大的区域,定量表征了滑坡的形变特征,为监测仪器的选位提供了指导。滑坡体上GNSS监测的最大累计形变可达16m,将现场布设的专业监测设备的数据接入地质灾害实时监测预警系统中,有效保证了灾害防治工程的顺利实施。     

湖泊水环境卫星遥感监测系统的设计与实现

在全国第二次湖泊资源调查成果的基础上,将水环境基础资料、遥感信息、水文气象信息、水环境模型等进行综合管理,利用ENVI/IDL二次开发语言对全国重点湖泊建立了专业遥感模型,探索建立了湖泊水环境卫星遥感监测系统。以太湖为示范区对系统进行应用,制作了水环境参数专题产品。     

无人机地形跟随在矿区沉陷监测中的应用

针对传统无人机矿区开采沉陷监测因地形起伏导致同一航测架次的监测精度相差较大的问题,本文分析了地形变化对影像分辨率、相片重叠度及监测精度的影响,并对无人机加装TOF传感器,对PID控制器进行编码设置,使无人机相对地面保持相同高度飞行,实现了无人机地形跟随监测.试验表明:地形起伏会使传统无人机监测精度降低,本文提出的方法可...     

Low-altitude geophysical magnetic prospecting based on multirotor UAV as a promising replacement for traditional ground survey

Abstract

The prospects for expanding the mineral resource base in many countries are linked with the exploration of stranded sites localized at unexplored areas with complex natural and landscape conditions that make any ground survey, including magnetic prospecting, difficult and expensive. The current level of geology requires high-precision and large-scale data at the first stages of geological exploration. Since 2012, technologies of aeromagnetic surveying with unmanned aircraft vehicles (UAV) enter the market, but most of them are based on big fixed-wing UAV and do not allow to substantially increase the level of survey granularity compared with traditional aerial methods. To increase the scale of survey, it is necessary to reduce the altitude and speed of flight, for which the authors develop the methodical and technical solutions described in this article. To obtain data at altitudes of 5 m above the terrain even in a rugged relief, we created heavy multirotor UAVs that are stable in flight and may be used in a wide range of environmental conditions (even a moderate snowfall), and develop a special software to generate flight missions on the basis of digital elevation models. A UAV has special design to reduce magnetic interference of the flight platform; the magnetic sensor is hung below the aircraft. This technology was conducted in a considerable amount of magnetic surveys in the mountainous regions of East Siberia between 2014 and 2016. The results of the comparison between airborne and ground surveys are presented, which show that the sensitivity of the developed system in conjunction with low-altitude measurements can cover any geologically significant anomalies of the magnetic field. An unmanned survey is cheaper and more productive; the multirotor-based technologies may largely replace traditional ground magnetic exploration in scales of 1:10,000?1:1000.     

突发灾害监控与决策系统的设计与实现

现代社会,面对高危或人类无法到达的区域,如森林火场现场视查、地震灾情查看、城市等狭窄地段的高楼消防救灾、核辐射现场勘察检测等,基于无人机的无线通信系统,由于体积小和机动灵活,通过信息传感采集、视频现场捕捉,能安全、有效地获取现场灾情情况信息。然后数据通过中继传到后台,存入后台数据库。利用采集到的现场信息与ArcGIS Server发布的GIS相关服务,通过ArcGIS API for Flex对数据进行快速分析处理,使采集信息可视化,同时进行突发灾害模拟预测,准确定位事发地点,评价灾害影响范围,查找救援最短路径等。本文设计并实现了基于无人机突发灾害监控与决策系统,同时重点介绍系统的设计、组网的关键技术、视频压缩、基于GIS的数据处理与分析以及系统实现的功能。     

无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景

无人机低空摄影测量具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点,是卫星遥感与普通航空摄影不可缺少的补充。可为大比例尺影像地图生产、重点地区正射影像制作、高精度DEM格网和DLG产品提供高分辨率清晰影像数据源,满足城市信息化建设对大比例尺基础地理空间数据的需求,为城市建设提供有效的测绘保障。通过高分辨率测绘产品支持、应急测绘保障、三维数字建模和重点区域动态监测等多个方面对无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景进行论述展望。     

无人机航测教学实验探讨

无人机航空摄影测量是一种新兴的测量手段,具有广阔的应用前景。本文以广州大学地理科学学院为例,介绍了该校地信专业无人机航测教学实验的教学情况。该实验包含内业与外业两部分,涵盖了航线设计、无人机航拍、像控、空三加密、DOM制作等无人机航测的全流程。该实验取得了较好的教学效果,对相关高校和专业开设类似实验具有一定的借鉴意义。     

测量教学无人机的设计与应用

无人机测量已经融入了测绘行业的方方面面,也是测绘行业发展的重点。由于测量无人机产品昂贵、校园场地限制、维护复杂及飞手训练成本高等原因,无人机测量在教学上一直处于空白阶段。本文重点分析了校园地理环境和电磁干扰等情况,对无人机的飞行平台、航电系统、航摄系统、系统软件进行了研究和分析,设计了教学测量无人机。对航空摄影测量、空三测量等教学测量试验进行了测试,并对测试数据进行了验证分析。本文设计的测量教学无人机在进行1∶2000的空三测量,所测的数据误差符合国家标准;摄影测量获得的航片,通过Pix4D软件的处理生成了点云图、数字表面模型和正射影像图。本文研究有效解决了无人机测量在教学上的应用,为无人机教学测量设备和试验教学的研究提供了技术参考。