隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)遙測(cè)系統(tǒng)以其測(cè)量精度高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、受環(huán)境影響小、能進(jìn)行高危地區(qū)探測(cè)等特點(diǎn)，在抗震救災(zāi)、應(yīng)急處理、地形圖測(cè)圖、農(nóng)業(yè)林業(yè)等項(xiàng)目中發(fā)揮著重要作用。

　　在傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量當(dāng)中，野外控制點(diǎn)布設(shè)仍是整個(gè)無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)處理中成本最高、周期最長(zhǎng)的項(xiàng)目。為提高作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)定位，最大限度的減少野外像控點(diǎn)的布設(shè)，甚至達(dá)到無(wú)控作業(yè)，無(wú)疑是整個(gè)航空攝影測(cè)量技術(shù)中亟需解決的問(wèn)題。為解決這個(gè)問(wèn)題，行業(yè)企業(yè)提出利用GNSS輔助空中三角測(cè)量，從而有效地減少野外像控點(diǎn)、減少作業(yè)成本的輸入、縮短作業(yè)周期。

　　目前在地災(zāi)應(yīng)急、航測(cè)成圖、線路勘察、電力巡線等方面，GNSS技術(shù)有全天候、高速高效、精度高、使用方便、投資少等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于無(wú)人機(jī)定位測(cè)量當(dāng)中。國(guó)內(nèi)各大公司推出機(jī)載GNSS輔助無(wú)人機(jī)空中三角測(cè)量系統(tǒng)以滿足POS輔助空三精度不足的缺陷，大量減少像控點(diǎn)數(shù)量。

　　據(jù)記者了解，武漢蒼穹電子設(shè)計(jì)了一款專門針對(duì)航空遙感應(yīng)用的輕巧型、高性能、高精度的GNSS接收機(jī)——蒼穹機(jī)載航空GNSS(P8)。它采用高精度GNSS OEM主板，具有高達(dá)20Hz的數(shù)據(jù)采樣率，可以跟蹤觀測(cè)所有GNSS衛(wèi)星信號(hào)，包括BDS、GPS、GLONASS等。經(jīng)過(guò)配套后處理軟件KGO進(jìn)行解算，使之更好地實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)動(dòng)態(tài)差分定位和動(dòng)態(tài)精密單點(diǎn)定位。

　　

　　圖1 蒼穹機(jī)載航空GNSS(P8)

　　針對(duì)GNSS輔助空中三角測(cè)量，P8/KGO與空三軟件配套形成了國(guó)內(nèi)唯一的一套無(wú)人機(jī)高精度定位解決方案，它可以減少地面像控點(diǎn)數(shù)量80%以上，大幅提高作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本。P8目前可支持多種空三軟件，并適用于多個(gè)品牌無(wú)人機(jī)。

　　2016年6月14日13：30，P8在我國(guó)廣西某地區(qū)1：1000航飛測(cè)圖的項(xiàng)目中進(jìn)行了近2小時(shí)實(shí)際航攝。

　　

　　圖2 項(xiàng)目概況

 

　　經(jīng)過(guò)GNSS輔助空三處理，該測(cè)區(qū)總共50KM²,航攝影像897張，獲取的原始影像數(shù)據(jù)信息豐富，照片色彩基本一致。顏色飽和度逼真，反差適中，紋理清晰。經(jīng)過(guò)KGO差分解算，固定率達(dá)到98.07%，說(shuō)明數(shù)據(jù)質(zhì)量極佳。

　　

　　圖3 KGO差分解算結(jié)果

　　按照全野外控制點(diǎn)無(wú)差分、少量控制點(diǎn)+輔助GNSS差分平差結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，測(cè)試結(jié)果如下所示：

　　

　　表1. GNSS輔助空中三角測(cè)量結(jié)果

　　從上表不難看出，全野外26個(gè)像控點(diǎn)布控差分所得平面、高程點(diǎn)位中誤差均在0.1M左右，符合測(cè)圖標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)野外控制點(diǎn)減少到5個(gè)時(shí)，其余21點(diǎn)作為檢查點(diǎn)，滿足基本的像控點(diǎn)布設(shè)要求，平面點(diǎn)位中誤差在0.1M左右，其中最大平面點(diǎn)位中誤差不超過(guò)0.3M；1：1000地形圖丘陵地區(qū)高程中誤差在0.1M左右。

　　此外，在軟件方面，廣西航攝項(xiàng)目中實(shí)際應(yīng)用了武漢蒼穹電子自主研發(fā)了無(wú)人機(jī)遙感影像快速拼接軟件——XMosaic。XMosaic只需要原始影像即可進(jìn)行快速的拼接作業(yè)，并且在硬件加速卡的支持下，每小時(shí)能夠拼接超過(guò)1000張的無(wú)人機(jī)影像。

　　

　　圖4 XMosaic快拼軟件

　　該測(cè)區(qū)無(wú)人機(jī)影像拼接時(shí)長(zhǎng)大約為30分鐘?？梢郧宄目闯?，整體顏色分布均勻，能辨別與攝影比例尺相適應(yīng)的細(xì)小地物影像。拼接區(qū)域無(wú)明顯模糊、重影和錯(cuò)位現(xiàn)象。

　　

　　圖5 1:1000數(shù)字正射影像成果縮略圖

　　通過(guò)嚴(yán)格參照《地形圖航空攝影測(cè)量數(shù)字化測(cè)圖規(guī)范》，此次廣西實(shí)際航攝，為實(shí)際應(yīng)用獲得了更高的技術(shù)結(jié)論和數(shù)據(jù)：

　　1. 差分全野外26個(gè)控制點(diǎn)平差結(jié)果中，加密點(diǎn)位中誤差在0.1米左右，高程誤差在0.1米左右，符合國(guó)家規(guī)范要求。

　　2. 利用GNSS輔助平差，即蒼穹高精度無(wú)人機(jī)影像無(wú)控制點(diǎn)測(cè)繪成圖系統(tǒng)。選取了其中5個(gè)點(diǎn)作為控制點(diǎn)，其余21個(gè)點(diǎn)作為檢查點(diǎn)，其檢核點(diǎn)按照地物點(diǎn)誤差精度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，平面以及高程中誤差均在0.4米左右，滿足國(guó)家規(guī)范要求(PS：高程誤差較大點(diǎn)基本是房角點(diǎn))，并且減少了80.07%的像控點(diǎn)。

　　3. 如果進(jìn)一步加大控制點(diǎn)數(shù)量或者在航線兩端布設(shè)構(gòu)架航線，精度會(huì)進(jìn)一步提高。
 

　　如此看來(lái)，在實(shí)際應(yīng)用上，無(wú)人機(jī)搭載蒼穹后差分P8設(shè)備使得在地災(zāi)應(yīng)急、航測(cè)成圖、線路勘察、電力巡線的應(yīng)用更加精準(zhǔn)。

　　地災(zāi)應(yīng)急

　　在交通道路設(shè)施嚴(yán)重?fù)p壞、氣候等條件極其惡劣的情況下，無(wú)人機(jī)可通過(guò)快速拍攝的影像數(shù)據(jù)，為災(zāi)區(qū)的應(yīng)急指揮、搜救及重建等工作的正常開(kāi)展提供重要依據(jù)。

　　2015年12月，廣西某縣突然出現(xiàn)較大面積路面隆起開(kāi)裂，導(dǎo)致公路路面及周邊多處房屋遭到破壞，事發(fā)后，市國(guó)土局及時(shí)組織無(wú)人機(jī)進(jìn)行了災(zāi)區(qū)航飛，并通過(guò)搭載的蒼穹數(shù)碼P8設(shè)備提供的高精度差分定位結(jié)果以及快拼軟件的快速高效處理，采用三維建模手段迅速向政府領(lǐng)導(dǎo)提供了災(zāi)區(qū)高清影像、三維地表模型等資料，使得救援指揮工作決策科學(xué)、精準(zhǔn)。

　　航測(cè)成圖

　　農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記頒證工作是我國(guó)關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要工作，各地因資金、地形及精度等情況進(jìn)展不一;通過(guò)無(wú)人機(jī)航空攝影來(lái)獲取的實(shí)時(shí)、高分辨率影像數(shù)據(jù)作為確權(quán)工作底圖，具有傳統(tǒng)測(cè)量手段無(wú)法比擬的機(jī)動(dòng)性好、作業(yè)效率高、成果準(zhǔn)確度好以及農(nóng)戶認(rèn)可度高等特點(diǎn)。

　　在進(jìn)行確權(quán)項(xiàng)目航飛時(shí)，無(wú)人機(jī)搭載蒼穹P8設(shè)備，可在外業(yè)像控測(cè)量階段減少大量野外作業(yè)量，將原傳統(tǒng)航測(cè)所需的密周邊布點(diǎn)作業(yè)更改為僅需在測(cè)區(qū)四角布設(shè)少量像控點(diǎn)，從而快速完成空三加密、正射影像制作等步驟，得到所需工作底圖，極大地提高了確權(quán)項(xiàng)目作業(yè)效率。同時(shí)也可通過(guò)影像對(duì)農(nóng)產(chǎn)品長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量等情況做出預(yù)測(cè)，服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

　　線路勘察

　　無(wú)人機(jī)航測(cè)已成為鐵路、高速公路等線路勘察主要的技術(shù)手段。

　　2016年第一季度，由國(guó)內(nèi)某大型央企承建的亞洲某國(guó)國(guó)家公路線路前期勘測(cè)工作中，作業(yè)方即通過(guò)無(wú)人機(jī)航飛手段獲取線路沿線影像資料，因國(guó)外無(wú)法布設(shè)地面像控點(diǎn)，作業(yè)方采用了蒼穹高精度無(wú)人機(jī)影像無(wú)控制點(diǎn)測(cè)繪成圖系統(tǒng)解決方案，并于每架次加攝構(gòu)架航線，所得成果符合業(yè)主方精度要求，該作業(yè)方式也較好避開(kāi)了國(guó)外項(xiàng)目可能出現(xiàn)的各種復(fù)雜問(wèn)題。

　　電力巡線

　　無(wú)人機(jī)電力巡線可以大大提高輸電維護(hù)和檢修的速度和效率，是安全、高效、快速、準(zhǔn)確的巡線方式。

　　將蒼穹數(shù)碼P8應(yīng)用于無(wú)人機(jī)巡線工作中，可在完成長(zhǎng)距離線路普查后對(duì)異常線路準(zhǔn)確定位，使巡線信息反饋更加準(zhǔn)確、快速。

　　為什么能夠?qū)崿F(xiàn)如此高的精準(zhǔn)度，記者再次對(duì)武漢蒼穹進(jìn)行詳細(xì)了解。武漢蒼穹電子儀器有限公司，是蒼穹數(shù)碼技術(shù)股份有限公司的全資子公司。專注、定位于結(jié)合完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的蒼穹GIS平臺(tái)，武漢蒼穹已為用戶提供各種目標(biāo)的地理空間位置信息和定位導(dǎo)航方案。其所有研發(fā)產(chǎn)品的性能及穩(wěn)定性在行業(yè)和市場(chǎng)上獲得頗高贊譽(yù)，包括RTK系統(tǒng)M8、地名普查外業(yè)采集系統(tǒng)、農(nóng)經(jīng)權(quán)外業(yè)調(diào)繪系統(tǒng)、超級(jí)快拼軟件XMosaic、高精度航空接收機(jī)P8及配套數(shù)據(jù)處理軟件KGO等。

　　蒼穹機(jī)載GNSS差分系統(tǒng)正是基于航空攝影測(cè)量技術(shù)的急需求、武漢蒼穹的強(qiáng)研發(fā)實(shí)力及其高行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能夠?qū)崿F(xiàn)如此高的精準(zhǔn)度。(文|泰伯網(wǎng) 王雙陽(yáng))