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无人机航测系统在1:500测图项目中的应用

华测高精度GNSS无人机航测系统在1:500测图项目中的应用上海华测导航技术股份有限公司中国上海目录1.公司简介 (1)2.行业市场现状 (5)3.华测无人机地形图测量方案介绍(以某地形图测绘项目为例) (6)3.1任务概述 (6)3.2无人机航飞作业标准 (7)3.3主要技术指标及工作流程 (7)4.无人机产品介绍(硬件:P700E) (12)5.软件功能介绍 (20)5.1地面导控软件 (20)5.2控制电脑设备要求 (23)5.3数据处理软件技术指标(软件:Pips) (23)5.4数据处理工作站配置明细 (24)6.结论 (25)7.售后培训 (25)7.1总则 (25)7.2设备验收 (25)7.3培训 (26)7.4跟踪服务 (26)7.5软件维护与硬件维修 (26)7.6附则 (27)1.公司简介华测是一家专注于国产GNSS研发、生产、销售于一体的高新技术产业集团。

公司一直以“振兴中华,测绘天下”为己任,以“创国际领先水平”为目标。

集团凭借规范的管理、精湛的技术、高质量的产品和完善的服务,致力于高精度GNSS产品在各领域的应用,为用户提供全球卫星定位系统及相关行业全方位、高技术的系统解决方案。

我们的经营宗旨:采用最先进的技术生产高质量的产品提供更完善的服务我们的组成:汇聚业内人士800余人,其中硕士、博士和博士后等120多人,专业覆盖测量、GIS、电子、通信、导航、计算机、机械、工商管理、信息、外贸等诸多领域;并与国内外的知名大学、公司建立了广泛的联系与深厚的合作,跟踪国际前沿科技,并在此基础上推出了一系列世界一流的测绘、导航产品。

生产研发中心——上海销售服务中心——上海销售服务机构——遍布全球的直销及代理销售网络技术支持机构——遍布全国的公司直属技术支持网络我们的产品:目前,公司主要为客户提供高精度测量型GNSS接收机、手持GIS终端、无线数传产品、水上测量产品、移动测绘产品系统集成产品和无人机航摄产品等。

另外,公司自主开发的GNSS数据处理软件、野外测量软件、车辆、船舶监控/调度软件、GIS采集软件也深受用户欢迎。

销售网络:目前华测在全国有三十个省级服务中心或代理机构,如下图所示:••企业发展历程:2003年,华测集团成立仅九个月,以自主研发的“GPS在码头调货中的应用”荣获本年度科技进步奖;2004年,华测推出国内最轻的单频一体化接收机X20和国内首台最轻的分体RTK,在测绘行业引起轰动,标志着华测集团成为国产GPS的领跑者;2005年,华测集团研发的双频一体化RTK X90,成功与国际GPS技术接轨;2006年,华测自主研发的GPS变形监测系统成功应用润扬大桥的监测系统,填补了国内空白。

2007年,华测在大庆油田建成大型CORS系统。

2008年,华测被指定为“三江源头科学考察”的唯一GPS设备供应商;2009年,华测研制出国内第一块具有自主知识产权的测量型GNSS OEM主板;2009年,华测仪器随第26次南极科考队远征南极,通过了恶劣环境考验;2010年,华测研制的国内第一款完全自主知识产权的测量型GNSS接收机通过权威专家鉴定;2011年,华测X91通过法国VRS网络认证,是国产GNSS设备首次获得欧洲官方肯定;2012年,上海华测打桩定位系统智能指挥龙源1号打桩船,定位系统水平误差打破世界纪录;2013年,华测率先推出四星接收机,全面兼容北斗系统信号,支持三星解算,预留伽利略信号通道,国产GNSS接收机应用范围将获得井喷式扩展。

2013年,华测推出首款低空无人机系统平台。

企业资质与荣誉:制造器具计量许可证计量器具型式批准证书中国全球定位系统技术应用协会会员证书国家重点新产品证书ISO9001:2000质量管理体系认证证书上海市科学技术奖证书上海市自主创新产品认证华测产品通过欧洲CE认证三江源科考华测成为国产GPS唯一供应商2.行业市场现状近年来,随着现代城市改造、道路桥梁设计、国家农村宅基地确权、矿业权核查、工程项目精细设计等对1:500地形图的需求日益增大,但目前1:500地形图在我国主要靠人工使用全站仪、GPS-RTK等设备全野外人工采集数据,然后内业加工处理生产。

这种作业方式,时间长、效率低、成本高、人工劳动强度大,生产进度还受到作业期间天气的影响,已远不能满足社会需求。

如何提高作业效率、降低生产成本,缩小野外作业量是当今获取1:500地形图的迫切要求。

由于无人机具有机动灵活、经济便捷等特点,而且能够方便地获取高分辨率影像,因此采用无人机航摄测量1:500地形图,成本低、工期短、精度高,能够大幅度减少外业工作量,进而提高生产效率,缩短工期。

测绘区域因地形地物的高差、复杂程度、天气等各种原因导致费用成本相差非常大,但也有相关参考标准范围。

以华测P700E在江苏所做的较有代表性的项目举例:城郊约50平方公里,有山地、农田及部分建筑。

人测约40天*20人*每人日薪及差旅150元=12万(如若换成5人工作量约为200天)。

航测外业两天转换增加的内业约20天*4人*每人日薪及差旅150元=1.2万。

由此我们可以得出结论:(1)费用航测是人测的十分之一,即10%左右。

人测费用是航测的10倍左右。

(2)工期短,若同样人数,航测工期是人测的十分之一。

(3)省人力,华测无人机航测外业加内业人员是人测人员的五分之一,如4人即可完成约20人的两倍工作量。

(4)精度高,由于项目中做图精度人为因素非常大,认真负责的人员可以让甲方满意,马虎飘忽的人做的部分易导致整体项目做砸锅,造成返工甚至后继项目流失。

华测无人机航测少数精干人员利用高精度专业成图软件(Pips)即可完成,成图与实测误差已满足1:500的规范要求,从而做好当前项目并获得后继项目。

3.华测无人机地形图测量方案介绍(以某地形图测绘项目为例)3.1任务概述3.1.1任务来源本次任务为某测绘部门对测绘区域进行航拍作业,要求为使用无人机,制作1:500比例尺的地形图。

3.1.2外业航飞条件飞机型号:华测P700E相机类型:NikonD810飞行地点:邯郸市大明县东西田井村—平原相对飞行高度:250米飞行天气情况:天气晴朗,风力较小测区大小:约0.4个平方公里重叠:航内85%,航间65%实际坐标为:WGS84坐标3.1.3外业像控点像控点个数:10个后期补测像控:5个像控点间距:测区外围最大控制点间距间隔500m3.1.4质量指标及要求无人机航片色彩均衡一致,影像明亮度饱和、对比度,像对之间几何无缝接边、自然,航向、旁向重叠度满足要求。

图幅之间的几何接边、灰度接边要基本保持一致,数据格式满足要求。

3.2无人机航飞作业标准序号标准代号规范名称1GB/T19294-2003航空摄影技术设计规范2GB/T7931-20081:5001:10001:2000地形图航空摄影测量外业规范3GB/T7930-20081:5001:10001:2000地形图航空摄影测量内业规范4CH/T8021-2010数字航摄仪鉴定规程5CH/Z3001-2010无人机航摄安全作业基本要求6CH/Z3002-2010无人机航摄系统技术要求7CH/Z3003-2010低空数字航空摄影测量内业规范8CH/Z3004-2010低空数字航空摄影测量外业规范9CH/Z3005-2010低空数字航空摄影规范10GB/T18316-2008数字测绘成果质量检查与验收3.3主要技术指标及工作流程3.3.1主要技术指标(1)所获取影像为真彩色数字影像。

(2)按5cm地面分辨率进行技术设计。

(3)航线按图廓中心线敷设。

(4)航片倾角不大于5°最大不超过12°,数码相机旋偏角不大于15°。

3.3.2工作流程(1)外业部分(使用华测P700E):图1P700E 做1:500地形图外业流程(2)内业部分(使用Pips航测数据处理系统):接收数据→影像畸变处理→空三匹配→自由网平差→立体刺加像控点→绝对定向平差→输出空三成果→打开空三→设置像对→设置立体类型、比例尺、边缘裁剪→选取要测地物→选择地物代码→立体测图→输出DXF→图层赋属性→保存输出DLG内业具体工作截图:图2航内加密点(蓝色为3度及以上重叠)确定测区范围确定天气状况勘察起降场地接到项目制定航拍任务测定现场风速组装飞机弹射做磁校准架设电台填写作业日志测试遥控器起飞前检查起飞航拍作业无人机监控飞机降落数据质检图3航间加密点(蓝色为3度及以上重叠)图410个像控点图5控制点平差报告(Ds为平面误差,Dz为高程误差)图6检查点平差报告(Ds为平面误差)外业实测检测内业精度:图7平面精度检测(3)外业调绘编辑成图图8外业调绘后编辑华测P700E无人机航空摄影测量之所以能够达到1:500的高精度,依赖于减小了以下三个方面的误差:a)仪器误差。

P700E无人机采用尼康D810相机,高达3640万像素,能分辨地面1厘米级的地物,经过中国测绘科学研究院专业的相机鉴定机构鉴定,消除畸变差,保证航拍的相片精度。

图9相机检校报告b)人为误差。

采用针对无人机航测研发的后处理系统PIPS,在后处理流程上通过高配置的电脑硬件、专业化的软件设置极大的避免了人为误差的产生。

图10Pips无人机航测数据处理系统c)外界因素。

P700E翼展3.3m,时速90km/h,双电机动力强劲,无震动,抗风能力强,飞行姿态稳定,从源头上保证了航片质量。

图11P700E飞行轨迹图4.无人机产品介绍(硬件:P700E)华测P700E电动固定翼无人机产品介绍首选:华测P700E电动无人机作为新型无人机测绘利器,是目前国内市场唯一一款成熟的电动固定翼无人机,产品特点如下:安全性高:纯电动中型固定翼,经过上千架次作业飞行,可靠、稳定。

稳定性高:20公斤级无人机,航飞姿态稳定,非油动,消除传统测绘用无人机燃油发动机抖动造成航片质量差的问题,航片质量完爆目前市面上的油动无人机,以及小型碳纤维固定翼无人机所采集图像。

机体防损伤:P700E独创的头降技术,使每次开伞降落时头部先落地,损坏头部,然后可以很便捷的更换机头,防止传统开伞平降时对机体造成损伤。

航时长,作业面积大:30000mAh电池容量,标准载荷3公斤,最大载荷5公斤,飞行时间2.5小时,作业面积1:1000比例尺单架次25-35平方公里,精度10cm。

起降间隔短:两个架次之间的时间可以缩短到10分钟。

这样可以连续作业。

操作简单,50架次免维护:自主起降,地面站操作,傻瓜式作业,标准50架次由售后工作人员维护一次。

目前20公斤级左右的无人机主要还是燃油发动机,华测P700E电动固定翼成熟的技术,独创的动力电池系统,领先同行业10年的技术优势,开启了电动固定翼无人机作业效率新时代。

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