无人机数字摄影测量系统的设计和应用

无人机数字摄影测量系统为适应城市规模化测绘生产需要而设计开发，项目从机体设计、航线
设计、通讯设计、监控设计、数据处理等各个层面，对航空摄影的原理、方法及相关参数进行了深入探讨和简要总结。项目进行了自动驾驶实验、超视距飞行实验、控制飞行实验、发动机空中停车紧急处理实验、干扰实验等常规实验，完成了数百平方公里摄影任务，实现了无人机摄影测量一体化的整合集成。应用结果表明，该系统具有“三高一低”的重要特性（高机动性、高分辨率、高度集成、低成本），而且更加适应城市规模化测绘生产需要。
无人机摄影测量系统是具有GPS 导航、自动测姿测速、远程数控及监测的无人机低空定时摄影系统，系统以无人驾驶飞行器为飞行平台，以高分辨率数字遥感设备为机载传感器，以获取低空高分辨率遥感数据为应用目标，主要用于地理数据的快速获取和处理。该系统利用单反数码相机、GPS、自动测姿测速设备、数传电台获取“数字城市”必需的影像数据、摄站坐标、摄影姿态；利用相关设备和程序实现影像纠正参数的初始标准化；利用数字摄影测量软硬件进行影像纠正拼接。从而为制作正射影像、地面模型或基于影像的城市测绘提供最简捷、最可靠、最直观的应用数据。
无人机摄影测量系统由西安大地测绘公司无人机研究所自主设计，历时五年先后制作并投入应用航摄无人机10 套，试飞共计1000 余架次，完成了自动驾驶实验、超视距飞行实验、控制飞行实验、发动机空中停车紧急处理实验、干扰实验等常规实验，先后完成了浐灞三角洲20 平方公里、山西某矿山10 平方公里、南三环、西三环、北三环等近路区域航摄生产任务。该系统翼展2.7 米，机长2 米，有效载荷3—5 千克，最大平飞速度160 公里/小时，巡航速度100—130 公里/小时，失速速度55 公里/小时，续航时间1 小时，具有独立知识产权。
系统由无人机摄影硬件系统和无人机摄影软件系统组成。硬件系统主要包括无人机、机载系统、监控系统三部分。软件系统包括航线设计、飞行控制、远程监控、航摄检查、数据预处理五个部分，有效实现了快速航线设计、航摄覆盖检查、实时数据传输、数据预处理等相关内容，有效解决了程控平行飞行和程控姿态稳定的难点。系统不但可用于城市低空高分辨率彩色影像的获取与纠正，而且经开发研制的多相机组合摄影系统可实现多面摄影构造三维城市模型。