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科普 | 初识航测之『外业』

达北云 多普云 2022-12-04

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无人机航测系统具有灵活机动、快速高效、精细准确、作业成本低等特点,在众多领域得到了广泛的应用。


一、主要流程



外业主要流程为:飞行准备阶段(测区环境勘察、无人机及云台搭建、航线规划等)、飞行作业阶段、航测数据导出、制作快视拼图、布设控制点




二、流程详述


1.飞行准备阶段

1.1飞行前期准备

(1)飞前检查测试

外出飞行时为了保证外出作业能更快,更高效的完成飞行任务,此时我们需要在作业前对无人机进行组装,航电测试,检查无人机配件,确保无人机能外出正常作业。

(2)用电设备充电

无人机飞行作业最佳时间一般在晴朗天气的早上10点——下午4点左右,这段时间光照充足,航片阴影少。为了不耽误作业时间,需要在前一天对所有无人机的用电设备进行充电,包括无人机动力电池,电台,遥控器,相机电池,操作地面站的平板或电脑。

(3)设备再检查

充电完成后,检查各种电池是否充满电,再次检查设备配件是否齐全并妥善存放。

1.2资料准备

在无人机外业航飞之前,需要结合身边能用的各类数据,收集航摄区域的基础资料,如地形图、卫星影像等,了解航摄区域的地形地貌情况( 如地势海拔高、山峰高.等)。确定航摄区域内是否有部队营区、机场,根据相关法律法规进行飞行报备。

1.3起降点选取

根据不同的飞机机型,去考虑各方面的问题,首先在室内利用百度地图等在线地图资源,查看航摄区域的卫星影像,寻找合适的备选起降点:然后在飞行前进行现场踏勘,检查备选点的起降条件,是否满足起降要求,选定合适的起降点。起降点应尽量选取空旷的草地、荒地。

固定翼起飞场地选择

起飞场地

飞行场地

100 x 70m(不同机型可适当调整) 

起降场地风向选择

逆风起降

净空条件

半径500m内无高山、高楼、树木、电线等

电磁环境

对GPS信号和磁力计不存在干扰,半径500米内没通讯塔,高压线塔

气象条件

起飞场地能见度

>1km

起飞场地云高

>500m

风速

≤10m/s(因机型而定)

侦察区能见度

>2km

侦察区云高

>飞行高度



混合翼起飞场地选择

起飞场地

飞行场地

100 x 70m(不同机型可适当调整) 

起降场地风向选择

逆风起降(起飞场地不允许也可顺风起降)

净空条件

半径500m内无高山、高楼、树木、电线等

电磁环境

对GPS信号和磁力计不存在干扰,半径500米内没通讯塔,高压线塔

气象条件

起飞场地能见度

>1km

起飞场地云高

>500m

风速

≤10m/s(因机型而定)

侦察区能见度

>2km

侦察区云高

>飞行高度



旋翼起飞场地选择

起飞场地

飞行场地

20mx20m(不同机型可适当调整)  

起降场地风向选择

净空条件

半径20m-50m无高过航线的山、楼房、树木、电线等

电磁环境

对GPS信号和磁力计不存在干扰,半径500米内没通讯塔,高压线塔

气象条件

起飞场地能见度

>1km

起飞场地云高

>500m

风速

≤10m/s(因机型而定)

侦察区能见度

>2km

侦察区云高

>飞行高度



 1.4航线规划

在外业飞行前,需在室内做好航线规划。在得到确定的航摄区域范围线后,应该结合前期选取的起降点对整个航摄区域进行分割。保证各个飞行区块之间无缝衔接,避免出行漏飞、重飞,以提高工作效率。到达现场后,可根据起降点分布、现场地物、风速、风向、飞行时间等因素,对已划分的区块进行合并然后重新调整区块划分。分割好区块后,如果现场风速较小,可适当根据需要在手簿中调整风向,使飞行时间最短。通过适当调整风向,可使飞行时间减少2min。在城市等建筑密集区航拍时,区块划分应尽量避免出行狭长形区块如图3所示。这种划分虽然可能会节约时间,但是在实际飞行过程中容易出现飞机信号长时间丢失,导致航带未飞完就返航的情况。具体详情可参考历史文章:科普 | 初识航测之『航线规划』


2.飞行作业阶段

2.1起飞

到达起降点后,应察看起降点附近有无高大地物,如高楼、电塔、烟囱等,在起降方向选取时可通过选择左盘旋或右盘旋避开。若现场风速较大时还要考虑风向,调整发射和降落方向,尽量保证逆风起风,逆风降落,侧风飞行。设置起降点时应根据降落方向的地物情况来确定盘旋方向。按下弹射器开关时要大力快速,避免卡住。如若卡住,应及时插上保险销,卸力以后重新设置发射架。

2.2飞行控制

飞机起飞后,我们要通过手簿实时观测飞机的飞行参数,如电量、飞行时间、飞行高度、 已飞航带数等。在城市等建筑密集区,航摄区域备选起降点较少时,就会出现当前架次航摄区域与起降点距离很远的情况。因此,在起飞前需要把电台断开时间设置为最长25min。并根据"飞行时长在航摄区内选好地点提前过去等待飞机,保证电台能及时连上飞机,避免电台断开时间过长,使飞机在航线未飞完时便自动返航。飞机在转弯过程中更容易出现信号断开情况,因此等待点要选择在交通便利、地势开阔,且尽量位于航程中段的航带中部。

2.3 降落

无人机可选择盘旋降落或直线降落,由于盘旋降落对场地要求较高,一般选择直线降落。直线降落时,无人机的理论降落点位于设定的降落点沿降落方向左右15m、前后25m区域。然在多次的飞行实践中,主要是提前降落25 ~ 30m。故在起降场地条件欠佳时需特别注意降落点的设置。降落时,若飞机推迟降落,且设置的降落点后方有障碍物时,可根据现场情况选择拉网拦截。如果降落推迟太多,在飞机电池电量充足情况下取消降落,让飞机回到原降落点附近盘旋,重新设定降落点后再降落。


3.航测数据导出

飞机降落后应及时拷贝飞行数据和照片,照片质量符合要求后,再进行下一次飞行。当飞行架次较多时,需注意照片命名,当照片到了9999号后相机会自动从0001继续编号,如果不修改照片名,后期整体处理时会出现重名现象。导出数据后应即刻对本次飞行做相应的记录,如区块编号、飞行时间、照片数等,便于后期查漏补缺。


4.制作快视拼图

利用快速拼接软件(Pix4d\photoscan\dpgridedu等),快速生成拼接图像,观察每张航片是否有阴影,云层。纹理的复杂单调与否。如有云层,要查明是否有补飞的航片;检查每条航线之间的航向重叠度,宜为60% - 65%,最小不应小于53%。旁向重叠宜为30%,最小不应小于15%。航线间不得有相对漏洞和绝对漏洞;旋偏角不宜大于2°,个别最大不宜大于4°,在同一航线上达到或接近最大旋偏角的像片不得连续超过3片;航线弯曲度不应大于3%。一条航线最大和最小航高之差不得超过30%,分区实际航高与预定航高之差不应大于航高的5%。


5.布设控制点

像控布设需囊括测区并均匀分布,携带网络RTK功能及ppk功能无人机可根据实际情况减少50%-80%像控;像控布设以遵循标注清晰、视野开阔、均匀分布、覆盖测区、像控位置固定、像控布设在无高差平面上为原则;以外业无人机能清晰明显拍摄,内业能容易准确找到为标准。布设详情可见历史文章:应用 | 很详细的无人机倾斜摄影测量外业控制点作业方法
 

三、温馨提示


最近多地持续高温,记得常备藿香正气水。同时还要注意以下四点。

补水篇


外业=日晒+高温,容易导致大量汗液流失。所以要多喝水!多喝水!多喝水!
注意:即使太渴也不能一次性喝太多水。如果水分流失量大,也可以多喝些淡盐水来补充钠的摄入。
水果蔬菜篇
汗液流失的成分包括一些微量元素,所以夏季应多吃些富含维生素及矿物质的水果和蔬菜,如杏子、草莓、荔枝、芹菜、毛豆等,都含有丰富的钾元素。茶叶中也含有较多钾,平时可以多泡些绿茶喝喝。
除此之外, 有时会出现食欲不振,胃口变差,这时不妨通过补充复合维生素的方式来加强营养。比如维生素A、C、E能够帮助修复被紫外线伤害的皮肤,B族维生素能够减轻高温给人带来的压力等。

个人防护篇
出门时要做好防晒工作,有条件的可以选择防水防汗的防晒霜。
除此之外,戴太阳镜、遮阳帽、长袖衬衫、或使用遮阳伞也是很好的选择。
进行长时间的户外工作时,要准备好防暑药品,包括:清凉油、风油精、藿香正气、十滴水、仁丹等等。

防蚊篇
防蚊液:主要成分是避蚊胺。涂抹合格的防蚊液可以在6-8小时内阻止99.9%的蚊咬。
偏方:口服维生素B1,此种维生素进入人体内代谢后从汗腺排出,散发出一种特殊气味,蚊子因害怕这种气味而逃走。一般每次口服维生素B1二十毫克,有效作用可维持2天。或者B1泡水擦身也会让蚊子不敢近身。维生素B1是水溶性维生素,吃过量了,可以多喝点水,把多余的分量完全排出体外。








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