基于低空无人飞行器的测绘遥感系统

基于低空无人飞行器的测绘遥感系统

测试大纲

（试行）

国家测绘局科技与国际合作司

2009年8月

目 录

1 总则 ............................................................................................................................................... 1 2 标准与引用 ................................................................................................................................... 2 3 飞行器性能指标 ........................................................................................................................... 3 3.1 飞行器的类别 ....................................................................................................................3 3.2 飞行器适用航空摄影作业范围 ........................................................................................3 3.3 飞行性能指标 ....................................................................................................................3 4 飞行控制系统与数据链路 ........................................................................................................... 6 4.1 导航与飞行控制方式 ........................................................................................................6 4.2 数据通信链路 ....................................................................................................................6 5 传感器及辅助设备 ....................................................................................................................... 7 6 基础软件环境 ............................................................................................................................... 9 7 影像数据标准与质量 ................................................................................................................. 10 8数据处理软件环境 ...................................................................................................................... 11 8.1 低空航测数据空中三角测量 .......................................................................................... 11 8.2 DEM快速生产能力 ......................................................................................................... 11 8.3 DOM快速生产环境 ......................................................................................................... 11 8.4 DLG采集配套软件 ..........................................................................................................12 9 系统集成度和工程化能力 ......................................................................................................... 13 9.1 技术文档 ..........................................................................................................................13 9.2 操作运行 ..........................................................................................................................13 9.3 质量控制措施 ..................................................................................................................14 9.4 系统集成度和工程化能力 ..............................................................................................14

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1 总则

1.1本测试大纲的制定是对民用无人飞行器为平台的低空无人测绘遥感系统各项性能指标和作业要求进行检测，以便对该类技术产品进行规范管理、技术认定、更好地引导其发展和为国民经济建设提供测绘技术服务。

1.2本测试大纲所指的低空无人测绘遥感系统，是以无人驾驶飞行器为飞行平台，以小型摄影测量相机为核心传感器，以获取1：500、1：1000、1：2000成图比例尺数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）、数字表面模型（DSM）、数字线划图（DLG）为目的，兼顾部分工程测量、三维建模和遥感数据获取服务，考虑了无人飞行器航空摄影测量系统的技术发展现状以及自然条件的制约因素。

1.3低空无人测绘遥感系统的技术指标和成果质量应满足本测试大纲的要求。未来拟作为是检验低空无人测绘遥感系统及其成果的主要技术依据。本大纲所涉及名词术语的解释请参照测绘学词汇。

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2 标准与引用

①《1:500 1:1000 1:2000比例尺地形图航空摄影规范》GB6962-86； ②《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范》GB7931-87； ③《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量内业规范》GB7930-87； ④《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97； ⑤《城市测量规范》GJJ8-99；

⑥《1:500 1:1000 1:2000地形图图式》GB/T 20257.1-2007； ⑦《基础地理信息要素分类与代码》GB/T 13923-2006； ⑧《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》GB/T18316-2001

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3 飞行器性能指标

3.1 飞行器的类别

序号 1 2 3 4 类别 固定翼无人飞机类 无人飞艇类 无人直升机类 其他类别 确认（打√） 开发单位/厂商 3.2 飞行器适用航空摄影作业范围

项目 最低要求 海拔高度 相对高度 海拔高度 相对高度 海拔高度 相对高度 范围 确认（打√）或填写数据值 1最低飞行高度 2最高飞行高度 3正常作业航高 2～5平方公里 4适宜获取面积 2平方公里 (单架次航飞面积) 5～10平方公里 10～20平方公里 20～50平方公里 50～100平方公里 1:500或者更大（≤5cm） 5适宜成图比例尺 1:2000 及对应地面分辨率 20cm 1：1000（8～12cm） 1：2000（15～25cm） 1：5000（40～60cm） 1：10000（80～120cm） 3.3 飞行性能指标

序号和项目 1外形尺寸 最低要求 范围 长 ×宽 ×高 确认（打√）或填写数据值 3

2包装尺寸 3起飞场地空间条件 200米 长 ×宽 ×高 20米以下（直升机） 20～100米 100～200米 80千米/小时以下 80～150千米/小时 5～10千克 10～20千克 20千克以上 4

4飞行速度范围 ≦150千米/小时 5传感器载荷 5千克 6飞行器总重量 10千克 10～20千克 20千克以上 1～2小时 2～3小时 3～4小时 4小时以上 最大 平均 最大 平均 最大 平均 最大 平均 最大 平均 最大 平均 7续航时间 1小时 横滚（±6°） 8姿态稳定精度 俯仰（±6°） 旋偏（±12°） 偏航距（±30米） 9航线控制精度 航高差（±50米） 航迹向差（±3°） 10最大像移 最大1像素 小于0.5像素 0.5～1.0像素 垂直起飞 滑跑 11起飞方式 弹射 手抛 其他 垂直降落 滑跑 伞降 12回收方式 抛绳 撞网 紧急着陆方式

其他 聚酯纤维承压材料 双向同性聚氨酯 轻质木料 13飞行器材质 玻璃钢 碳纤维 帆布 其他 4～5级 14最大抗风能力 4级 5～6级 6级以上 15动力系统 油动发动机 电动发动机

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4 飞行控制系统与数据链路

4.1 导航与飞行控制方式

序号 1 2 3 飞行控制方式 应急控制 类别 地面人员无线电遥控方式 人员遥控与自动驾驶仪结合方式 相机触发曝光控制 任务载荷控制项目 云台控制 位置姿态参数记录 卫星导航系统、小型惯导系统与自动驾驶仪 确认（打√） 4.2 数据通信链路

序号和项目 最低要求 功率 1机载电台 双向通讯 数据传输距离 码率bit/s 通道数 2工作频率 3 控制距离 5公里 范围 5～10公里 10～20公里 20公里以上 定向/全向天线 姿态 4地面监控站 速度(空速/地速) 位置 高度 测试内容 确认（打√）或填写数据值 6

5 传感器及辅助设备

序号和项目 1 焦距 2 视场角 3 光圈范围 4 最高快门速度(机械部分) 5 有无快门开启触点信号 6 镜头与机身紧固装置 7 CCD面阵总数/像素分辨率 8 相当感光度 9 数据类型 10 电池 11 存储卡 组合特宽角相机 50度 5.6-11 1/500秒 闪光灯输出信号 ISO 100～400 连续工作时间>2小时 > 4 G ±5微米 ±5微米 0.1微米 12 几何检校 13 外触发接口 快门开启触点输出脉冲信号 闪光灯输出信号 单相机 组合特宽角相机 电压 最大电流 工作时间 检定主距 主点坐标 输出像素大小 检校数学模型 单位 径向畸变差系数 切向畸变差系数 面阵正形畸变系精度报告及结论 电子脉冲式 机械式 三轴 15 稳定云台 二轴 单轴 独立测姿装置 16 双频GPS精密单点定位系统 17 相机位置姿态参数记录装置 18 传感器安装方向 CCD长边垂直飞行最低要求 确认（打√）或填写数据值 单相机 14 相机基高比(60%航向重叠度)

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CCD短边垂直飞行 可根据需要调换 倾斜安装 其他 19 自检测功能 20 传感器重量 单相机 组合特宽角相机

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6 基础软件环境

序号和项目 最低要求 检测内容 乡镇地名查询 1 测区规划功能 影像判断摄区范围 坐标查询功能 距离分析功能 道路等矢量专题信息 输入坐标范围 输入传感器参数 重叠度 2 精确航线设计功能 航线编辑功能 航线设计 地面分辨率 摄影比例尺 飞行方向 补飞措施 统计和输出导航文件 曝光模式(等距/定点) 3导航与飞行控制功能 读入导航文件 飞控功能 数据记录/导出功能 数据整理功能 4航摄数据质量检查功能 影像成果质量检查报告 自动索引图功能 自动编号 质量报表 5航摄数据预处理功能 格式转换 畸变处理 格式转换软件 畸变差改正 匀光匀色软件 确认（打√）或填写数据值 9

7 影像数据标准与质量

序号和项目 最低要求 测试内容 航向重叠度 旁向重叠度 1飞行质量 立体覆盖无遗漏部分 旋偏角 航高差 航线弯曲度 曝光参数记录 格式 压缩 2 影像质量 视觉上能看清所需要测量的地物/判断属性 动态范围(辐射分辨率) 清晰度 色彩饱和度一致性 对比度 云、烟、雾情况 索引图 3检查报告 原始影像 漏洞情况 初始POS数据

确认（打√）或填写数据值 10

8数据处理软件环境

8.1 低空航测数据空中三角测量

1 POS等前期数据支持 2支持的数据量大小 3 支持的数据格式 相对定向的速度（每分钟处理模型数量） 平均每个模型提取的特征点的数量 4相对定向 定向点的最大视差 定向点视差最大的中误差 特征点提取的正确率 5定向点质量分布检测 6半自动/自动提取控制点 定向点分布检测的正确程度 定向点分布检测的效率 半自动量测效率 自动提取的效率 区域网空三平差的精度 7低精度POS空三精度要求 剔出粗差的能力 空三计算的效率 区域网空三平差的精度 8高精度POS空三精度要求 剔出粗差的能力 空三计算的效率 8.2 DEM快速生产能力

DEM内容 1自动化生成DEM程度 2 过滤点云能力 3 DEM生成的正确程度 4 DEM生成的精度 5 DEM支持的数据量大小 6 DEM的数据格式 要求 确认（打√）或填写数据值 8.3 DOM快速生产环境

DOM内容 1自动化生成DOM 2 DOM生成的正确程度 3 DOM生成的精度 4 DOM的数据格式 5 DOM支持的数据量大小 6 DOM的匀光匀色处理

要求 Tif/bmp 确认（打√）或填写数据值 11

8.4 DLG采集配套软件

利用低空无人测绘遥感系统获取的数据数及通过加密获取的空三结果，DLG采集配套软件建议采用JX-4GDPW全数字摄影测量工作站、VirtuoZo数字摄影测量系统中进行。数据采集的原则及内容，外业的查、调、补的原则及内容，文图编辑的内容及原则，都暂遵循传统DLG生产的流程及方法。

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9 系统集成度和工程化能力

9.1 技术文档

序号和项目 1系统说明书、操作手册 2任务合同书 3系统设计方案、软件开发方案 4技术总结文档 5相机检校报告文档 6工程化验证结果文档 7附属设备检查、检修、维护记录 最低要求 确认（打√）或填写数据值 8飞行设备检查、作业、检修、维护记录 9.2 操作运行

序号和项目 最低要求 测试内容 包装箱 运输车 1运输保障 前三项 维护保障工具 备份系统 备份零部件 直升起降 2起飞操纵性 具备普通公路和操场起降能力 普通公路 操场起降 特殊地区(青藏高原) 组装与充气时间 发动机检测时间 3组装检测时间 总计1.5小时内 机载设备检测时间 地面设备架设时间 任务数据导入时间 操作手遥控 4起飞过程 操作手遥控 自主滑跑起飞 弹射起飞 自动驾驶控制 5航空摄影实施过程 6返航控制

确认（打√）或填写数据值 13

有 有 定点曝光控制 自动转弯换航线 任意时刻人工切换返航

绳降 7降落过程 滑跑和绳降 伞降 自主滑跑 撞网 8数据导出时间（单架次） 9数据质量检查确认时间（单架次） 10选择补飞功能 11撤场时间 30分钟 4小时 有 无 2小时 选航线部分 选曝光点补飞 9.3 质量控制措施

序号和项目 1任务合同规定的技术指标 2设计文件电子版以及纸质版以及设计人签字 3飞行记录表以及签名 4机载或者电台传输的飞行原始记录文件 5数据质量检查结果报告 6空三和测图精度报告 7数据以及成果整理说明文档 最低要求 确认（打√）或填写数据值 9.4 系统集成度和工程化能力

序号和项目 1系统构成完整性 2核心传感器与飞控系统连接集成度、坐标系统偏心参数3配套作业软件完整性、可用性、用户接口等 4产品包装设计与操作说明 5运输工具配套状况 6管理队伍和作业队伍完整性 7安全控制措施和安全责任书 8是否具备生产成套设备的能力 9是否具备技术培训能力、技术支持队伍、市场人员 最低要求 确认（打√）或填写数据值 14

测试总结

序号和项目 内容 1对以上测试的总结性描 述 2对测试的无人机系统是否具备摄影测量能力的评价 3对是否具备工程化作业 能力予以评价 4存在异议的地方进行说 明 5指出需要改进完善的部 分 测试组长： 测试成员： 测试时间：

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