低空無人機航測數(shù)據(jù)精度影響因素分析

張榮輝

巴音郭楞蒙古自治州國土資源勘測規(guī)劃設計院 新疆 庫爾勒 841000

1 無人機航測系統(tǒng)組成與數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

1.1 無人機航測系統(tǒng)組成

在針對無人機航測系統(tǒng)進行設計的時候，專業(yè)人士就將整個系統(tǒng)劃分為了兩個部分，即硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)。兩個不同的系統(tǒng)分別有幾個分支結(jié)構(gòu)組合而成，并擔負著不同的作用。

1.2 無人機航測數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

無人機航測的數(shù)據(jù)的生產(chǎn)流程為：對航測地區(qū)的各項信息數(shù)據(jù)進行收集。針對航測地區(qū)的地質(zhì)情況，地理結(jié)構(gòu)，地形結(jié)構(gòu)等進行評估，并綜合分析周邊是不是存在特殊建筑結(jié)構(gòu)，之后結(jié)合分析結(jié)果以及無人機飛行條件來判斷無人機航測設備是不是能夠飛行。如果所有條件都滿足飛行的需要，那么可以利用專業(yè)的軟件針對飛行線路進行合理的設計，并判斷飛行的高度、重疊度等各項重要參數(shù)，結(jié)合各方面信息數(shù)據(jù)來制定飛行計劃，如果條件允許可以提前進行現(xiàn)場勘查。針對像孔點進行準確的判斷和安設，結(jié)合航測地區(qū)的地質(zhì)情況，也可以在完成飛行任務之后試試像孔點信息的收集。將設計好的飛行方案傳輸?shù)斤w行控制系統(tǒng)之中，這樣才能針對各個重點環(huán)節(jié)進行影像POS(Po-sition Orientation System，簡稱POS)數(shù)據(jù)信息的收集。地面檢測系統(tǒng)能夠?qū)o人機的飛行情況進行記錄，為地面監(jiān)測人員提供準確的信息。在飛行結(jié)束之后，將收集到的航測數(shù)據(jù)進行下載。最后運用專門的數(shù)據(jù)處理軟件來進行航測數(shù)據(jù)的分析匯總，無人機航測數(shù)據(jù)的生產(chǎn)流程如圖1。

圖1 無人機航測數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

2 無人機航測數(shù)據(jù)精度影響因素

2.1 無人機平臺的影響

無人機航測盡管擁有良好的優(yōu)越性，但是并沒有達到完善的狀態(tài)，還是存在諸多的問題的。首先，機身穩(wěn)定性較差。因為無人機大部分都是結(jié)構(gòu)較為小巧，所以載荷能力較差，極易受到氣流波動的影響，各種姿態(tài)的變換與傳統(tǒng)航測相對比來說效率較高，并且實際操作十分的方便。航帶排列不規(guī)范，重疊角度波動十分明顯。其次，影像幅度較小，但是數(shù)量非常多。無人機航測往往搭載的都是非量測型單反攝像設備，其像幅小，為了能夠?qū)φ麄€航測區(qū)域所有信息無一遺漏，全面的加以掌握，我們可以利用提升航向以及旁向重疊度的方式來加以保證，所以會導致整個航測區(qū)域的影像數(shù)量會不斷的增加，往往會對操控工作的開展造成一定的影響。上述情況都會對無人機航測效果造成不同程度的影響，從而會對航測結(jié)果的準確性產(chǎn)生影響。在最近的幾年時間里，我國無人機航測技術(shù)整體水平得到了顯著的提升，未來無人機勢必會融合最前沿的科學技術(shù)，無論實在性能還是在整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面都會不斷的優(yōu)化和創(chuàng)新，必然能夠提升航測整體效率和質(zhì)量，能夠更加精準的記錄飛機飛行過程中涉及到的各項信息數(shù)據(jù)，并且利用后期專業(yè)軟件來完善計算工序，對計算的準確性加以保證，這樣就能夠有效的規(guī)避無人機平臺對數(shù)據(jù)的準確度造成不良影響。

2.2 攝像設備的影響

攝像設備自身的像素情況與圖像的質(zhì)量存在密切的關(guān)聯(lián)，如果像素較大，那么圖像的清晰度就會越高，相反如果像素較小，那么圖像就會較為模糊。所以在實施無人機航測的時候，要充分的結(jié)合攝像設備自身像素情況來對航線進行設計，對圖像的質(zhì)量和效果加以根本保證。攝像設備對焦與曝光的時間與拍攝的圖像的清晰度存在密切的關(guān)聯(lián)，所以在正式開始航測之前，需要結(jié)合實際情況對攝像設備的對焦以及曝光時間進行調(diào)控，如果環(huán)境光照條件較差，應該盡可能的延長曝光時長，促進圖像的清晰度的提升。攝像設備自身存在畸變的情況也會損害帶拍攝圖像的清晰度，所以在進行航測之前，務必要對攝像設備進行準確的調(diào)整。

2.3 航飛時間的影響

無人機飛行的時間的選擇，要綜合環(huán)境情況，天氣變化，太陽高度等等。要盡可能的選擇最佳的飛行季節(jié)，最大限度的規(guī)避因為地表覆蓋結(jié)構(gòu)對拍攝效果造成的負面影響，并且還需要保證光照的充足，通常都是以航測區(qū)域的太陽高度和角度來加以判斷的。如果整個地區(qū)內(nèi)高層建筑十分集中，或者是存在高度差較為明顯的陡峭山區(qū)的時候，往往都會選擇在下午兩點進行飛行。

2.4 飛行高度的影響

飛行高度影響著實際地面分辨率的大小，航高和地面分辨率的計算公式如式(1)，通過這一公式可以看出，飛行高度閱讀，地面的分辨率參數(shù)就會越小，那么拍攝的圖像的清晰度就會越高。

2.5 測區(qū)地形的影響

針對式(1)進行分析我們發(fā)現(xiàn)，在無人機飛行的高度能夠維持良好的穩(wěn)定性的情況下，飛行到一些特殊地區(qū)的時候，海拔較高的地區(qū)相對飛行高度就會越小，這樣就會造成地面分辨率參數(shù)較小的情況。一旦航測地區(qū)內(nèi)的高度差達到既定標準的時候，圖像的清晰度不夠，勢必還會造成遺漏航測的情況，所以工作人員在設計飛行路線的時候，務必要充分的結(jié)合整個地區(qū)的地質(zhì)情況，對無人機的飛行高度進行準確的計算。

3 結(jié)束語

在我國科學技術(shù)快速發(fā)展的帶動下，使得國內(nèi)無人機航測技術(shù)得到了顯著的進步，利用集成高精度的RTK、IMU系統(tǒng)以及改進數(shù)據(jù)處理算法，能夠有效的提升航測的質(zhì)量和效率，詳細在未來無控點測圖技術(shù)會被大范圍的加以運用，從而有效的縮減外業(yè)工作量，提升數(shù)據(jù)的精準性。