關于無人機航測系統外業像控的探討

劉喆

摘 要 近年來，隨著科學技術的飛速發展，無人機航測技術得到了迅速的發展。本文介紹了無人機航測系統的結構和基本工作物理原理，闡述了無人機航測存在的問題以及控制和繪圖的精度，并展望了該技術的實際應用和未來發展。

關鍵詞 無人機;圖像控制;圖像精度

引言

近兩年來，航天測繪技術領域各種技術的應用越來越科學化，固定翼無人機技術及其實現車載儀表自動完成的技術已經逐漸成熟和應用。無人機航測獲取的是全面的應急數據，在重要區域俯沖攻擊調查結果和測繪中有其獨特的缺點。本文主要介紹了無人機航測系統的總體結構和基本原理，闡述了無人機航測系統實現的野外圖像數據控制和測繪精度，列舉了無人機航測軟件系統的實際運行情況，應用于當前的研究現狀和未來的相關研究。

1構造和原理

1.1 系統配置

無人機是指無人機系統。它基于無人機的概念，操作有線遙控設備和相關程控設備來實現飛行。無人機車輛配備數碼單反專業攝像機進行拍攝，并使用一些應用軟件。它還可以對航測數據進行詳細的再處理和分析。一般來說，無人機航測系統由兩部分組成：飛機控制系統功能和地面保障相關設備。他們各司其職，共同完成無人機系統航拍的其他任務。飛行控制系統由垂直陀螺儀、GPS傳輸手機天線和單片機組成。支持設備包含綜合數據，接收端、數據后續處理、終端和遠程控制操作設備。

1.2 系統原理

無人機航拍是利用垂直陀螺實現各種角度的拍攝，同時結合微處理技術，保證飛機的運行平穩以及飛行高度固定。在無人機系統航拍的過程中，相機安裝在航空通信設備中，并且及時傳輸數據情況，以及接收其他終端都能及時接收到信息內容和位置數據的彩色圖像信息，這些信息可以準確地傳輸到地面操控中心，使地面操控中心可以根據信息來判斷飛機的飛行狀態，并對于當前狀態及時調整，以便及時糾正偏差或以什么姿態在空中飛行。最后，根據情況，數字移動攝影臺將對采集到的影像數據進行適當的后續處理，以滿足使用標準的需要[1]。

2布局和精度分析

2.1 布局

通常，使用無人飛行器航空測量系統執行航空攝影野外部署有兩種形式，戰場布局和非地面布局。前者放置的圖像控制點具有精度高的特點，但是由于測量工作量大而使用率低，而后者布局通過測量少量控制點作為內部加密的基礎而具有高效率的特征。它可以大大減少現場行業的工作量，并且是當前最常用的部署方法。

使用無人機進行航空測量時，圖像控制點的位置在后續精度分析中起著非常重要的作用。設置野外圖像控制點時，首先是在測量區域的四個角上總共放置四個測量和控制點。第二種方法是將12個測量和控制點分成3行，每行4個。第三是放置16個測量和控制點。這些點均勻排列成4行，每行4個。最后一項是在7行中安排28個測量和控制點，每行安排4個。然后，可以通過測量檢查點和加密點之間的精度來評估調查區域調整的結果[2]。

2.2 精度分析

（1）準確性分析指標。在分析無人航空測量系統的現場圖像參考點的準確性時，我們通常使用誤差統計方法來計算和分析調整每個測試模型后參考點的檢查點的準確性。使用誤差分析方法時，經常使用五個指標：平均值、標準偏差、中位數誤差、總誤差消除和最大值[3]。

（2）注意事項。在分析無人航空測量系統現場圖像控制的精度時，應注意滿足航空測量內部行業的精度要求。如果無法滿足內部航空測量精度要求，則可以在調整測量區域的自由網絡后將控制點添加到現場，并且平面精度可以達到1∶2000，接近內部航空測量行業的1∶1000精度要求。對于平坦和丘陵地形，需要進行野外海拔高度測量，否則隨著參考點的增加，平面精度和海拔高度精度的提高將很小，這將無法滿足平原和丘陵的海拔精度要求[4]。

3無人機航測系統的應用

無人機航測系統具有圖像數據分辨率高、圖像數據清晰、操作方式簡單等優點，在各個相關領域得到了廣泛的應用。無人機技術測繪系統可用于災害動態監測。我國地形復雜，氣候條件變化頻繁，各種災害頻發。應用于傾斜攝影測量系統中，能及時預防各種災害，更準確地調查洪水災害造成的嚴重零件損失和其他人身傷害，而且它還支持災后總體評估和救援。

測繪管理部門也可以利用無人機系統實現通過國土測繪，測繪大比例尺土地利用圖以及實時修改已測量圖樣，并定期檢查其他相關資料是否齊全。國土、基礎設施、道路交通和旅游部可利用標準無人機航拍軟件系統，對與違法行為密切相關的彩色圖像數據進行處理，如農用地違法經營、受損監測區域的生態環境等。傳統的航空攝像技術被應用于小城鎮以及分散或偏遠地區，如我國遙遠的南方和工業發展災害分布區，浪費了大量的人力物力，而且受地形復雜的限制。使用無人機測繪，則可以有效提高效率和質量，并為進一步發展規劃圖提供可靠、可持續和有效的數據顯示。此外，無人機航測系統還可用于農業水利，如水電等行業。因此，對于我國水利工程、水電和太陽能發電等環境惡劣的地方，傳統方法無法克服環境因素帶來的困難，此時無人機航測為水利建設提供完整的選址和規劃服務，使整個工程更加安全可靠。

4結束語

由于無人機航測系統操作簡單，功能強大靈活，因此可以快速、廣泛解決一些實際問題，提高工作的速度和效率。然而，無人機航測系統在一些方面也存在不足。未來，在提高原有網絡通信水平中有一個前提，就是要著力提升低頻無線業務的通信和基本功能。在數據包傳輸過程中，這是不可忽略的。此外還需要設計出體積更小的PCB電路板，以便于無人機的攜帶，減輕無人機的負擔。

參考文獻

[1] 何清平.芻議無人機航測系統外業像控[J].建材與裝飾，2020（3）： 194-195.

[2] 李捷斌.基于無人機航測系統的無控制測繪試驗分析[J].電子設計工程，2019，27（15）：144-147，152.

[3] 桂海鵬.關于無人機航測系統外業像控的探討[J].科技資訊，2018， 16（7）：82-83.

[4] 羅偉國.無人機航測系統外業像控研究[J].礦山測量，2012（5）：56-58，93.