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F200安哥拉電力線路測量應(yīng)用

發(fā)布時間： 2020-03-01 04:39

1 項目概況

2016年底至2017年初，長江空間公司接到安哥拉Lauca輸變電線路勘測項目，線路全長約400公里，且安哥拉Lauca地處南半球非洲大陸高原地區(qū)，當?shù)厝藷熛∩伲脖幻?，且分布大面積沼澤地，而且此次輸變電項目線路長，國內(nèi)無類似經(jīng)驗。如此高難度的測繪任務(wù)，對我公司無人機航攝技術(shù)能力提出了巨大的挑戰(zhàn)。

1.1 項目精度要求

項目要求1:1000精度，成果要求DEM、DOM、DLG。根據(jù)規(guī)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(nèi)選擇，因此要求航空影像的地面分辨率（GSD）小于等于10cm，本次工程中采用GSD =6cm。

1.2設(shè)備選型

針對Lauca輸變電線路項目的重點和難點，在此次項目中執(zhí)行航攝任務(wù)選擇了飛馬無人機F200。
首先F200支持條帶狀航線設(shè)計以及1小時以上的有效航時，極大提高了效率，滿足項目工期要求；
其次，項目屬于境外作業(yè)，而且測區(qū)環(huán)境復(fù)雜，地面控制難度較大，而F200內(nèi)置雙頻差分GPS以及無人機管家處理稀少控制點處理算法，可以極大減少控制點，降低外業(yè)成本和作業(yè)安全風險，讓境外大范圍條帶航測作業(yè)成為可能。

2 方案設(shè)計

測區(qū)位于安哥拉中西部的北寬扎省、南寬扎省及萬博省，屬于平原、丘陵地區(qū)。線路總長度約為400km，寬度400米，總體南北走向，海拔由700m左右緩慢上升至1700m左右，地勢相對平緩，少部分低山丘陵地帶。地表植物主要是面包樹、芒果樹及雜草和一些灌木，其他樹木較少。

2.1 飛行方案

沿約390公里輸變電線路寬度0.6公里優(yōu)于0.6米分辨率帶狀航空攝影，航攝面積約312平方公里；雙航線設(shè)計，即：沿中心線兩邊布設(shè)航線，航向重疊80％，旁向重疊度55％。
沿390公里長度的輸變電線路附近，每間隔20公里左右選擇一個較大面積平坦地區(qū)做為無人機起降場地，共需選擇約20多個起降場。需要在飛機起降場有安全保衛(wèi)工作，防止當?shù)卮迕駠^帶來的安全隱患。

航線設(shè)計方面，作業(yè)人員克服了許多技術(shù)和地理條件困難。由于輸變電線路是帶狀測區(qū)，在無人機飛行航線設(shè)計時，利用飛馬無人機管家靈活的條帶航線設(shè)計工具，采用往返航線的飛行線路，并且在飛行架次設(shè)計時盡量把每一直線段做為一個飛行架次，在無法避免的情況下使用飛馬獨有的“拐彎輔助”功能，有效避免了在線路轉(zhuǎn)角處無人機改變飛行方向?qū)綌z質(zhì)量的影響。

2.2 控制點布設(shè)方案

每帶狀區(qū)塊兩端頭在中線、兩邊線附近布設(shè)三個相控點，每2.5公里距離布設(shè)三個相控點、航線拐彎處加布三個控制點。

2.3 控制點測量要求

測區(qū)采用GPS實時動態(tài)定位（RTK）的方法進行測量，每個點重復(fù)測量兩次取平均值為測量成果。

2.4 起降點選擇和基站架設(shè)

測區(qū)中存在戰(zhàn)爭時期遺留的地雷，測繪人員小心勘察，周密計劃，在選擇無人機起降場地時，盡量選擇當?shù)馗N過的田地或路面上，避開山地埡口或交通要道等地方，保質(zhì)保量完成任務(wù)的同時也避免了安全事故的發(fā)生。

另外，基站架設(shè)在航攝區(qū)塊半徑20公里范圍內(nèi)，飛行前30分鐘開機、飛行后30分鐘后關(guān)機，1hz記錄數(shù)據(jù)。

3 飛行實施

采用飛馬智能航測系統(tǒng)F200進行航攝，使用傳感器性能優(yōu)秀，具體參數(shù)如下：

項目實施過程中，恰遇安哥拉12月雨季，作業(yè)區(qū)域常有大風大雨，在惡劣的氣候環(huán)境下，無人機測繪人員合理選擇飛行時間，憑借嫻熟精湛的技術(shù)和性能優(yōu)異的設(shè)備，操控無人機貼近云層飛行；同時還時刻注意雨勢與風力變化，提防天氣突變。

經(jīng)過三個多月的航攝，長江空間公司充分利用無人機機動靈活的優(yōu)勢，共航攝約2萬張影像，滿足處理要求，完成了安哥拉Lauca400公里的輸變電線路勘測。

4 數(shù)據(jù)處理流程

4.1 數(shù)據(jù)準備

影像：JPG 格式
機載POS：txt 格式
機載GPS 原始數(shù)據(jù)：rt27 格式
基站數(shù)據(jù)： RINEX 格式的基站記錄數(shù)據(jù)，采樣間隔不長于1 秒，斜高，天線模型參數(shù)，已知點坐標。

4.2 飛行質(zhì)檢

每個架次飛行完之后，都利用無人機管家-智檢圖進行現(xiàn)場飛行質(zhì)檢，確定獲取影像是否符合后期處理要求。

質(zhì)檢報告

圖4 測區(qū)影像腳印圖

通過上述質(zhì)檢報告，可見測區(qū)拼圖不存在漏洞，重疊度正常。

4.3 差分GPS數(shù)據(jù)解算

利用無人機管家智理圖中的差分GPS解算功能，進行格式轉(zhuǎn)換和帶控制網(wǎng)的GPS解算，固定率平均達到90%以上，滿足后期高精度處理要求。

4.4 高精度成圖處理

本次工程數(shù)據(jù)，采用基于差分GPS的稀疏控制點處理方案，利用飛馬“PPK+控制點”解算模式，極大減少了控制點梳理，同時成圖結(jié)果滿足要求。

4.5 精度驗證

選取其中一個測區(qū)，進行檢查點精度分析，可見結(jié)果滿足GB/T 23236-2009 《數(shù)字攝影測量空中三角測量規(guī)范》規(guī)定的1：1000空三精度。

4.6 成圖處理模式

對于重點區(qū)域，采取傳統(tǒng)立體測量方式。從無人機管家中進行外空三處理之后，導(dǎo)出inpho工程和無畸變影像，并在航天遠景測圖系統(tǒng)中加載導(dǎo)出的inpho工程后直接進行測圖工作。

對于非重點區(qū)域，基于無人機管家中生成的高密度DTM數(shù)據(jù)，自動生成等高線，然后倒入航天遠景中，在立體環(huán)境下進行修編出圖，極大提高了等高線生產(chǎn)效率。

5 后記

無人機航測作為傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補充，具有高效快速、精細準確、生產(chǎn)周期短等特點，長江空間公司自首次將無人機應(yīng)用到勘測作業(yè)以來，無人機航測技術(shù)已逐步應(yīng)用到基礎(chǔ)測量、水利工程安全監(jiān)測以及執(zhí)法監(jiān)察等工作中。而此次安哥拉Lauca輸變電線路項目為長江空間公司在海外完成的規(guī)模最大的無人機航測任務(wù)，其順利完成，標志著長江空間公司無人機航測團隊的海外測繪能力登上了一個新的臺階，在提升了資源保障和管理服務(wù)的信息化水平的同時，也為長江設(shè)計院“走出去”的戰(zhàn)略提供了技術(shù)支撐和服務(wù)保障。