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    無人機機載三模單頻GPS直接定向案例

    作者: 時間:2020-10-2117152 次瀏覽

    飛馬智能航測系統F1000作業采用GPS導航定位,獲取高精度DOM影像,地面分辨率達到3~30cm,可以滿足國土規劃、土地執法檢查、地籍管理、城市/基礎設施規劃、交通規劃、林業監測、水土保持、水工建筑監測、應急救災等各行業應用。

    這里分別對F1000在直接定向成圖精度、三維建模能力這兩個方面的特點進行分析,用實際案例說話,證明飛馬智能航測系統F1000具備快速、準確獲取直接定向高精度DOM以及提供三維建模所需基礎數據的能力。

    基于F1000機載三模單頻GPS直接定向案例


    測區分析

    為測試飛馬智能航測系統F1000直接定向方式獲取的DOM精度,在北京市昌平區西峰山附近選擇了一個帶地面靶標的測區進行驗證。測區地形屬于平地,海拔更高約178m,更低約145m。

    精度要求

    根據規范中的要求,在確保成圖精度的前提下,本著有利于縮短成圖周期、降低成本、提高測繪綜合效益的原則在表 1的范圍內選擇。

    表 1 地面分辨率

    測圖比例尺

    地面分辨率值(cm)

    1:500

    5

    1:1000

    8~10

    1:2000

    15~20

    此次攝影獲取的影像用于制作成圖比例尺為1:1000的數字產品(DEM、DOM),要求航空影像的地面分辨率(GSD)小于等于10cm。

    飛行方案

    測區面積約1km2,地形屬于平地,平均海拔約161m,更高約178m,更低約145m。本次飛行方案采用Sony α5100微單數碼相機,設計地面分辨率5cm,相對航高256m,航向重疊80%,旁向重疊70%,共設計1架次飛行作業。

    測區平均飛行高度約為405m,根據測區內更高點和更低點高程,計算可得實際獲取影像的GSD為4.4cm~5.1cm,符合設計需求。

    1.jpg

    圖 1 測區航線規劃圖


    地面靶標布設方案

    為適應多種測試目的,測區周邊均勻布設了34個控制點,其中22個為地面靶標,其余點為地物拐角、道路交叉口等特征地面點。靶標為紅白方格組成,邊長為2m的正方形,如下圖所示。靶標采用RTK方式進行量測,平面精度和高程精度均在1cm左右。

    2.jpg

    圖 2 地面靶標示意圖


    飛行參數

    采用飛馬智能航測系統F1000進行航攝。具體參數如下:

    表 2 F1000航攝參數

    航攝時間

    2016.04.25

    航攝相機

    SONY-α5100

    像元大小

    3.9μm

    鏡頭焦距

    20 mm

    相對航高

    256m

    地面分辨率

    0.05m

    快門速度

    1/1250

    光圈大小

    3.2

    ISO

    125

    飛行里程

    15.3km

    飛行時間

    15分鐘

    拍攝像片

    304

    飛行過程監控各飛行參數均正常,巡航時速度基本穩定在60 km/h,飛行姿態平穩,三姿角度偏差< 5°。整個任務共完成304張原始影像拍攝,通過無人機管家軟件智檢圖進行數據質檢,共用時7分鐘,確認全部影像合格可用。

     衛星定位數據

    飛馬智能航測系統F1000搭載了三模單頻GPS,飛行過程中衛星觀測數量始終保持在20顆以上,有效避免了因個別衛星失鎖或觀測質量不高而影響整體定位精度的問題。且高精度衛星定位數據能大量減少后續布設地面控制點的工作,或直接應用于無控制點快速成圖的場景。

    質檢報告

    3.jpg

    圖 3 質檢報告


    空三加密

    采用無人機管家進行空三加密處理,導入質檢工程文件,經過自動匹配連接點、空三加密、影像勻光勻色、正射糾正、影像鑲嵌等處理,完成點云、DEM、DOM數據提取。

    直接定向精度

    本次實驗中,GPS數據來源于飛馬智能航測系統F1000機上自帶接收機,后續處理中未引入地面控制。為檢驗F1000生成的DOM直接定向精度,將DOM上人工提取的地面靶標中心坐標與實測靶標數據進行對比。


    表 3 DOM量測值與地面實測值對比

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    ID

    地面量測值(m)*

    DOM量測值(m)*

    X

    Y

    X

    Y

    f1

    8291.548

    6537.079

    8291.052

    6538.360

    f2

    8247.606

    6487.826

    8246.746

    6489.300

    f3

    8215.136

    6453.402

    8214.099

    6454.805

    f4

    8174.210

    6417.528

    8173.253

    6418.647

    f5

    8139.103

    6373.348

    8137.997

    6374.701

    f6

    8073.302

    6314.483

    8071.757

    6315.745

    f8

    8048.552

    6408.837

    8047.298

    6410.298

    f9

    8093.524

    6458.011

    8092.792

    6459.995

    f10

    8180.309

    6488.627

    8179.454

    6490.000

    f11

    8217.079

    6521.557

    8216.298

    6523.046

    f12

    8258.290

    6559.354

    8257.545

    6560.750

    f13

    8170.937

    6624.636

    8170.353

    6626.546

    f14

    8152.937

    6584.167

    8152.652

    6586.700

    f15

    上一條:影響無人機數字航空攝影測量精度的關鍵因素
    下一條:無人機快速三維建模應用案例
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