1.“搬运工”无人机高精度航拍系统概述
无人机(unmanned aerial vehicle)无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。它最早出现于20世纪20年代，当时是作为训练用的靶机使用的。无人机发展到现在，已经到达相当高的智能化程度。无人机的飞行控制系统是无人机系统的核心和核心组件，可以说它的作用类似于人的头脑，是实现无人机自主飞行执行任务的关键设备。
航龙公司从1996年开始涉足无人机领域，自主研发了技术成熟的HL系列飞行控制系统，并且已开始批量生产。HL系列飞行控制系统兼容性良好，目前已装备到微型电动、油动、高速、常规布局、倒尾和H尾等飞行器。基本具备自主起飞、自主飞行、自主返回和自主伞降等智能化功能。目前已广泛装备到部队、林业、科研、民政等部门，得到了广大客户的好评。
“搬 运工”无人机高精度航拍系统是航龙公司主打产品之一，航空测绘、城市数字化等领域。“搬运工”采用传统气动布局，飞行平稳，加上航龙公司先进的自动飞行控 制系统，能够发挥出良好的性能，其横滚角、侧偏距、俯仰角和航向差等参数均能达到测绘的水平。“搬运工”飞行半径可达100公里以上，能够一次性进行大规模作业，减低了项目风险。“搬运工”载荷大，可搭载专业的数码相机或者航空相机。
2.“搬运工”无人机高精度航拍系统主要技术参数和要求
|
飞行平台 |
翼展 |
3360mm |
|
机长 |
2150mm |
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|
起飞重量 |
23kg |
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|
载荷 |
4kg |
|
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飞行半径 |
100 kilometers |
|
|
航时 |
3h |
|
|
最大速度 |
150km/h |
|
|
巡航速度 |
100km/h |
|
|
单架次作业面积 |
≤100Km2 |
|
|
任务飞高 |
500~1000 m（绝对高度） |
|
|
导航方式 |
GPS/Autopilot |
|
|
升限 |
4500m（海拔高度） |
|
|
实用飞行高度 |
50～1000m |
|
|
抗风能力 |
≤6级 |
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飞行稳定性能 |
横滚角 |
±1.5 º |
|
航向差 |
±0.8 º |
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|
俯仰角 |
±1.0 º |
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|
侧偏距 |
±2米 |
3.“搬运工”无人机高精度航拍系统系统特性
⑴.“搬运工”无人机机采用传统布局，飞行非常平稳，飞行航线准确、拍照坐标点精确、照片画面细致。
⑵. “搬运工”航程可达300公里，一次性可执行大规模的航拍任务。
⑶. “搬运工”载荷大，能够搭载大型影像设备、云台或者相关设备。
⑷. GPS导航，更高的导航数据更新率。
⑸. INS / GPS 惯性组合导航系统
⑹ 6飞行控制单元集成了各种高精度传感器，对气压，速度，温度，动力电压和工作电压，转速等参数进行高精度的测量，其测量和运算得出的控制参数能达到航测的要求。
⑺. 数据传输率高达115200bps，其横滚角、俯仰角、侧偏距和航向差等测绘参数的更新率在保证高精度的情况下达到每秒72次。
⑻.高精度（0.1度）、高动态（73Hz）、大过载（10G）三轴360度全向精准姿态
⑼.精确的多类型 PID 参数在线自动整定功能
⑽.提供56个高速实时数据（姿态数据、测量数据、航行数据和惯导数据）以及224个控制节点数据
⑾.可作为独立的精确数据采集分析系统用于各种运动载体
⑿.先进的相机拍照控制，并将拍照时的飞机遥测数据记录下来。
二．“搬运工”无人机高精度航拍系统可以应用在哪里？
桂 林航龙科讯电子技术有限公司长期从事无人机航空影像服务，积累了丰富的工程经验，在大面积航拍作业以及航拍精度方面具备全国领先的优势。经过十几年的发 展，目前航龙科讯已经拥有高精度正射影像图生产和航空测量后期处理技术，可实现大面积影像图无缝拼接、正射影像图生产、城市三维建模、国土调查、城市数字 化、河流流域数字化等项目。“搬运工”无人机高精度航拍系统在实现这些项目中是必不可少的环节。
三．“搬运工”无人机高精度航拍系统应用以及部分案例
1.“搬运工”无人机飞行航迹
图2为某区域航拍航迹图，电子地图上的黄线为规划的任务航线，蓝线为“搬运工”无人机实际的飞行航迹，规划面积达40平方公里，一次性完成飞行任务。经过后期数据分析，有效作业区域的侧偏距不超过±2米，达到了目前国内最高的精度。
图2. “搬运工”无人机高精度航拍系统某区域航拍航迹图
2.飞行姿态数据分析
图3为某区域航拍实际飞行航迹图，现选取航线1进行数据分析。航线1分为三段：进入航线前阶段、正常作业阶段和进入航线后阶段。航线1全长3公里，共拍摄了28张航片，
采用定距离拍摄，航拍设定的高度为762m，东西航线走向，空速设定值105km/h。在实际工程项目中，我们只采用正常作业阶段的航片，因为“搬运工”无人机在进入正常作业阶段时的飞行状态是最平稳的，这也是所有无人机的特性。表1是航线1的飞行数据，现将航空测量中最重要的四组数据提取出来进行分析，这四组数据分别是：俯仰角、横滚角、高度和侧偏距，图4、图5、图6和图7分别是它们的曲线函数图。由此分析得知，俯仰角误差不超过1°，横滚角误差不超过°，高度误差不超过5米，侧偏距误差不超过2米。
图3. “搬运工”无人机高精度航拍系统某区域航迹图
表1.图3中航线1的飞行数据
|
照片 编号 |
拍照时间 |
纬度（十进制） |
经度（十进制） |
高度（m） |
磁航向（°） |
地速（Km/h） |
侧偏距（米） |
横滚角（°） |
俯仰角（°） |
备注 |
|
01 |
16:38:00 |
25.2381 |
110.1456 |
760.8 |
101.3 |
101.5 |
5 |
09.1 |
01.9 |
进入航线前阶段 |
|
02 |
16:38:04 |
25.2378 |
110.1468 |
762.9 |
101.7 |
100.1 |
-1.0 |
-08.3 |
01.4 |
|
|
03 |
16:38:08 |
25.2376 |
110.1479 |
764.2 |
088.4 |
101.0 |
-3.8 |
-08.3 |
00.3 |
|
|
04 |
16:38:12 |
25.2376 |
110.1491 |
760.9 |
080.2 |
105.9 |
-3 |
-01.8 |
00.2 |
|
|
05 |
16:38:16 |
25.2377 |
110.1501 |
758.5 |
080.6 |
107.2 |
-1.4 |
01.4 |
00.5 |
|
|
06 |
16:38:20 |
25.2378 |
110.1514 |
759.5 |
085.0 |
105.5 |
0.5 |
01.9 |
00.9 |
|
|
07 |
16:38:24 |
25.2378 |
110.1526 |
761.7 |
087.1 |
104.3 |
0.6 |
00.8 |
00.2 |
正常作业阶段 |
|
08 |
16:38:28 |
25.2378 |
110.1537 |
763.5 |
086.8 |
104.7 |
0.5 |
-00.3 |
-00.0 |
|
|
09 |
16:38:32 |
25.2377 |
110.1551 |
762.4 |
086.5 |
105.8 |
-0.4 |
-00.0 |
00.2 |
|
|
10 |
16:38:36 |
25.2377 |
110.1560 |
760.3 |
085.4 |
106.5 |
0.3 |
-00.2 |
00.4 |
|
|
11 |
16:38:40 |
25.2377 |
110.1583 |
761.1 |
085.1 |
105.3 |
-0.4 |
-00.0 |
00.6 |
|
|
12 |
16:38:44 |
25.2377 |
110.1593 |
762.7 |
085.1 |
104.9 |
-0.9 |
00.1 |
00.6 |
|
|
13 |
16:38:48 |
25.2377 |
110.1606 |
763.0 |
084.9 |
104.4 |
-1.5 |
00.4 |
00.7 |
|
|
14 |
16:38:52 |
25.2377 |
110.1617 |
762.2 |
084.7 |
103.4 |
-1.4 |
-00.1 |
00.9 |
|
|
15 |
16:39:56 |
,25.2378 |
110.1629 |
762.1 |
085.2 |
102.5 |
-0.6 |
00.3 |
00.8 |
|
|
16 |
16:39:00 |
25.2378 |
110.1640 |
762.0 |
084.9 |
102.7 |
-0.7 |
00.4 |
00.6 |
|
|
17 |
16:39:04 |
25.2378 |
110.1651 |
762.3 |
084.7 |
104.0 |
-0.3 |
00.2 |
00.5 |
|
|
18 |
16:39:08 |
25.2378 |
110.1662 |
762.2 |
084.4 |
105.2 |
0 |
00.3 |
00.8 |
|
|
19 |
16:39:12 |
25.2378 |
110.1674 |
762.2 |
085.2 |
105.1 |
0.8 |
00.2 |
00.8 |
|
|
20 |
16:39:16 |
25.2378 |
110.1684 |
763.5 |
085.4 |
104.8 |
0.9 |
-00.2 |
00.5 |
|
|
21 |
16:39:20 |
25.2378 |
110.1698 |
764.4 |
084.5 |
106.0 |
1.0 |
00.0 |
00.2 |
|
|
22 |
16:39:24 |
25.2378 |
110.1709 |
764.4 |
085.1 |
106.4 |
0.6 |
00.5 |
00.0 |
|
|
23 |
16:39:28 |
25.2378 |
110.1720 |
763.8 |
086.4 |
107.1 |
0.1 |
00.8 |
-00.3 |
|
|
24 |
16:39:32 |
25.2378 |
110.1728 |
763.6 |
085.2 |
107.6 |
0.8 |
00.4 |
-00.5 |
|
|
25 |
16:39:36 |
25.2378 |
110.1744 |
761.3 |
085.0 |
107.4 |
0.2 |
-00.4 |
-00.1 |
|
|
26 |
16:39:40 |
25.2378 |
110.1756 |
760.2 |
085.3 |
106.0 |
0 |
00.4 |
-00.0 |
|
|
27 |
16:39:44 |
25.2378 |
110.1777 |
760.2 |
086.3 |
106.5 |
-1.1 |
01.2 |
00.4 |
进入航线后阶段 |
|
28 |
16:40:48 |
25.2346 |
110.1783 |
763.1 |
265.2 |
109.5 |
-8 |
22.2 |
00.0 |
图4. 表一中俯仰角的变化分析
图5 表一中横滚角的变化分析
图6. 表一中高度的变化分析
图7. 表一中侧偏距的变化分析
3.正射影像图案例
航龙公司利用自身在正射影像图生产和航空测量后期处理技术的优势，可对多则上千张航片同时进行数据处理、加工、分析，形成正射、数字化的产品。图8为某区域航拍全景展示图，该图由450张航片拼接而成，全区域面积达35平方公里。图9为某区域航拍全景展示图，该图由550张航片拼接而成，全区域面积达40余平方公里。
图8.某区域“搬运工”无人机正射影像图
图9.某区域“搬运工”无人机正射影像图
4.三维数字技术
公司采用新技术对“搬运工”无人机航片进行分析、数学建模，形成三维景观模型（见图10）。
图10.由航片建立的三维景观模型
四.特别声明
“搬 运工”无人机高精度特殊控制物质，用户将为使用本产品的一切行为和造成的一切后果负全部责任，厂家不承担任何责任，并不会对非经过正常购买、代理渠道获取 本产品的单位或者个人提供任何技术支持和安全承诺。购买该产品的用户须向厂家或者代理商提供购买单位营业执照复印件（个人为是身份证），登记用途、使用范 围、产品序列号并且签订承诺协议书。
