无人机航拍摄影项目解决方案

　　一、项目概述

　　无人机低空航拍摄影技术作为一项空间数据获取的重要手段，具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点，是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充，在国外已得到广泛应用。而随着我国信息化建设和科学技术的不断进步和发展，无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、组合导航、中继数据链路系统、传感器技术、图像传输、信息对抗与反对抗、发射回收、生产制造和实际应用等诸多技术领域都有了长足的进步，达到了实际应用水平。这些致使无人机低空航拍摄影的广泛应用已经成为必然趋势，2009年国家遥感、测绘系统大力推动该技术发展，促使无人机低空航拍摄影项目逐渐成为测绘、规划、应急等国家单位积极推行的先进项目和技术示范项目。

　　本项目是以无人机为飞行平台，利用高分辨CCD相机系统获取遥感影像，利用空中和地面控制系统实现影像的自动拍摄和获取，同时实现航迹的规划和监控、信息数据的压缩和自动传输、影像预处理等功能，可广泛应用于国家生态环境保护、矿产资源勘探、海洋环境监测、土地利用调查、水资源开发、农作物长势监测与估产、农业作业、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、森林病虫害防护与监测、公共安全、国防事业、数字地球等领域，国遥万维依托中科院遥感所，在自身无人机业务广泛成熟开展的基础上，为相关单位提供《无人机低空航拍摄影项目》提供一站式解决方案。

　　二、应用范围

　　项目主要用于遥感影像的获取，同时可以根据需要搭配卫星遥感和有人机遥感平台，实现高低搭配，优势互补。无人机低空航拍摄影广泛应用于国家基础地图测绘、数字城市建设、通信站点建设、国土资源调查、土地地籍管理、城市规划、突发事件实时监测、灾害预测与评估、城市交通、网线铺设、数字农业、测绘、环境治理、生态保护、森林管理、矿产开发等领域，对国民经济的发展具有十分重要的现实意义。

　　三、技术水平

　　北京国遥万维信息技术有限公司是中国科学院遥感应用研究所下属企业，依托中科院遥感所强大的科研实力和技术水平，是我国最早进行无人机系统平台研发及无人机遥感应用的高新技术企业。经过近十年的发展壮大，国遥万维无人机低空遥感技术取得了长足的进步，并形成了产业链延伸，在无人机系统制造与维护、无人机操控、无人机遥感行业应用等领域达到了国内领先水平。目前，国遥万维已经建立起国内规模最大、技术水平最高、具有丰富实操经验的无人机操控专家队伍，拥有无人机30余架分布在我国各行各地，先后承担并成功实施了国家各部委、省市项目100余项！技术水平已得到实际项目验证，2009年9月，国遥万维无人机航空摄影业务中标国家测绘局2009年航空摄影项目2期航拍工程，并被国家测绘局科技司纳入科技成果鉴定范围，以此为契机，中科院遥感所、国家测绘局、北京国遥万维信息技术有限公司将展开全面的合作，尤其在航空摄影方面，这将大大促进我国无人机航空摄影的快速发展。

　　四、无人机系统平台解决方案

　　（1）无人机性能参数：

　　国遥万维无人机低空航拍摄影技术经过多年发展和实践检验，已经成为一种先进、稳定、可靠、实用的应用技术。无人机技术关键的性能指标包括飞行高度、续航时间、有效载荷、飞行平稳度、导航精度、巡航速度、起降方式参数，国遥万维主要实际飞行机型为：

　　Quickeye（快眼）-Ⅱ型无人机设计要求：

　　A．气动布局良好，自身安定性优异

　　B. 越野能力强，起降场地要求低

　　C. 外场维护能力强，便于运输安装

　　D. 具备滑翔能力和伞降保护功能

　　E．操作简单，作业展开时间短

　　Quickeye（快眼）-Ⅱ型无人机实际工作能力评估：

　　A．飞行里程累计：超过80000公里

　　B．飞行区域：北至黑龙江省南至海南省的20个以上省份，区域适应能力强

　　C．起降能力：贵州省黔西南山区（典型），起降良好

　　D．作业能力：曾创造过一天作业飞行230平方公里记录（7个架次，辽宁葫芦岛）

　　E．主要业绩：

　　四川512地震灾害评估（国土部）

　　甘肃512地震灾害评估（国土部）

　　山西临汾尾矿泥石流灾害评估（国土部）

　　北京08奥运会长城5号反恐演习（公安部）

　　黑龙江省违法毒品种植监测（公安部）

　　西藏15县市航空影像（国家测绘局）

　　10个省份以上的矿产监测（各省地调院）

　　内蒙古鄂尔多斯8.7万平方公里数字林业建设

　　（2）Quickeye（快眼）系列无人机实体：

　　（3）无人机系统及工作原理|：无人机空间信息采集完整的工作平台可分为四个部分，飞行器系统部分、测控及信息传输系统部分、信息获取与处理部分、保障系统部分。

　　（4）无人机飞控系统

　　本项目采用中国科学院遥感应用研究所自主研发的微型无人机控制系统——Quickeye（快眼）型无人机飞控系统。该系统包含：机载飞控、地面站、通讯设备。可以控制各种布局的无人驾驶飞机，使用简单方便，控制精度高，GPS导航自动飞行功能强，并且有各种任务接口，方便用户使用各种任务设备。起飞后即可立即关闭遥控器进入自动导航方式，在地面站上可以随意设置飞行路线和航点，支持飞行中实时修改飞行航点和更改飞行目标点。单一地面站控制多架飞机的能力和自动起降的功能也正在开发中。

　　作为无人机的飞行控制核心设备，系统的主要任务是利用GPS等导航定位信号，并采集加速度计、陀螺等飞行器平台的动态信息，通过INS/GPS组合导航算法解算无人机在飞行中的俯仰、横滚、偏航、位置、速度、高度、空速等信息，以及接收处理地面发射的测控信息，用体积小巧的嵌入式中央处理器形成以机载控制计算机为核心的电子导航设备，对无人机进行数字化控制，根据所选轨道来设计舵面偏转规律，控制无人机按照预定的航迹飞行，使其具有自主智能超视距飞行的能力。