ICS：

CCS：

團體標準

T/AOPAXXXX—XXXX

架空輸電線路垂直起降固定翼無人機

激光掃描數據采集規范

Specificationofthedatacollectionbyverticaltakeoffand

landingfixedwingunmannedaerialvehicleslaserscanning

technologyforelectrictransmissionline

（征求意見稿）

2023-XX-XX發布2023-XX-XX實施

中國航空器擁有者及駕駛員協會發布

T/AOPAXXXX-2023

架空輸電線路垂直起降固定翼無人機激光掃描數據采集規范

1范圍

本文件規定了垂直起降固定翼無人機激光掃描輸電線路的作業要求、工作準備、數據采集、成

果整理和安全措施。

本文件適用于交流110kV及以上、直流±400kV及以上架空輸電線路垂直起降固定翼無人機

激光掃描作業。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于

本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T18314全球定位系統（GPS）測量規范

GB/T26859電力安全工作規程電力線路部分

GB/T27919IMU/GPS輔助航空攝影技術規范

DL/T1482架空輸電線路無人機巡檢作業技術導則

CH/T8023機載激光雷達數據處理技術規范

CH/T8024機載激光雷達數據獲取技術規范

3術語和定義

GB/T2900.51界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

激光掃描儀laserscanner

激光掃描儀是一個復合系統，由多個部件組成。它通過記錄激光脈沖從發射、經地面目標物反

射到接收單元的時間延遲，可精確測定從發射點到地面反射點之間的距離，進而獲取地面反射點的

三維坐標。

3.2

機載定位系統airborneglobalpositionsystem

適用于飛行平臺的GPS接收機或接收模塊，用于測定飛行器空間三維坐標，該設備應是高精度

航空動態測量型GPS接收機。

3.3

慣性測量單元inertialmeasurementunit（IMU）

用于測定傳感器在空間的姿態變化，包括俯仰角、側滾角和航偏角。

3.4

定位定向系統positionorientationsystem（POS）

由機載GPS接收機與IMU裝置組成，用來測量目標物體每個時刻的空間位置和姿態角。

3.5

機載激光雷達系統airbornelightdetectionandranging（airborneLiDAR）

1

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基于機載平臺的激光雷達系統，其基本組成部分包括適用于機載環境的激光掃描儀、POS系統、

航空數碼相機等傳感器。通過飛行測量作業，機載激光雷達系統可以高效、高精度地獲取測量覆蓋

區域的三維點云數據。

3.6

點云pointcloud

以離散、不規則方式分布在三維空間中點的集合。

3.7

點云密度densityofpointcloud

單位面積上點的平均數量。

注：一般用每平方米的點數表示（pts/m2）。

3.8

激光有效距離effectiverangingofthelaser

激光掃描設備可以探測的距離

3.9

反射率reflectivity

投射到物體上被反射的輻射能與投射到物體上的總輻射能的比率。

注：一般利用激光接收裝置接收到的物體反射的激光脈沖數與激光發射裝置發射的激光脈沖數

的比率計算。

3.10

掃描帶寬swathwidth

機載三維激光掃描儀激光腳點形成的掃描帶的寬度。

3.11

CORS系統

一個或若干個固定的、連續運行的GNSS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網（LAN/WAN）

技術組成的網絡，實時向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動提供經過檢驗的不同類型的GNSS

觀測值（載波相位，偽距）、各種改正數、狀態信息，以及其他有關GNSS服務項目的系統。

4作業要求

4.1人員分工

4.1.1機組作業人員應熟悉垂直起降固定翼無人機激光掃描數據采集作業方法和技術手段，通過相

應機型的操作培訓，符合中國民用航空局對無人機操控員相關資質要求并持對應機型無人機執照上

崗。

4.1.2垂直起降固定翼無人機激光掃描作業機組應包括工作負責人和機組成員，作業分工如下：

a)工作負責人：負責輸電線路激光掃描任務的總體協調；確認輸電線路激光掃描作業計劃；作

業現場人員安全管理與內容分配；作業緊急情況處理或反應；

b)無人機操控員（數據采集員）：負責輸電線路激光掃描飛行任務及空中作業安全管制；負責

地面站、載荷及無人機航前檢查；負責作業緊急情況操作和避險；遇到特殊情況，操控員有權終止

輸電線路掃描作業；

c)機務員（安全員）：配合無人機操控員對無人機及載荷的檢查、維護及現場故障排除，維護

記錄簿等填寫；負責無人機及載荷的協助安裝及拆卸；負責監督檢查現場安全措施正確完備，制止

違章指揮和強令作業人員冒進作業；負責組織機組各飛行專業人員在飛行現場，依照《飛行日志本》

內容完成飛行四個階段工作，并簽字確認；對飛行各階段的準備和完成情況進行實時監督。

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4.1.3機組作業人員應身體健康，精神狀態良好。

4.1.4機組作業人員應進行安全、技術交底，熟悉工作內容、方法、流程及安全要求。

4.2設備要求

4.2.1無人機選型

a)無人機飛行平臺分系統應按照國家規定實行實名注冊登記，無人機機身須有明確標識；

b)宜選擇長航時、長航程及大載重的純電動垂直起降固定翼無人機；

c)抗風能力宜大于6級，巡航速度宜不低于70km/h，續航時間宜不低于90min，最大載重

宜大于3kg；

d)應各項性能指標良好，處于適航狀態。

4.2.2機載激光雷達設備選型

a)搭載的激光雷達設備重量應在無人機的載荷范圍內，抗震性強，拆裝方便；

b)激光雷達的有效操作距離應大于無人機巡檢輸電線路的安全距離，激光點云密度須滿足成果

精度要求，數據存儲空間應足夠；

c)激光等級宜為1級人眼安全，精度宜不低于10cm，最大脈沖發射頻率宜不小于400kHz。

4.2.3機載POS系統選型

a)機載GPS接收機應是航空型GPS信號接收機，為高精度動態測量型雙頻接收機，有穩定的相

位中心，能在高空、高速的環境下正常工作，數據采樣率應不小于2Hz，符合GB/T27919有關要

求；

b)機載IMU的記錄頻率一般不低于128Hz，測角中誤差須滿足：側滾角和俯仰角的中誤差不

大于0.01°，航偏角的中誤差不大于0.02°。

4.2.4地面基站選型

a)為保證測量精度，地面GPS應選擇高精度實時動態雙頻GPS接收機，地面靜態GPS接收機的

數據采樣率應不低于機載GPS接收機的數據采樣率；

b)無人機巡檢輸電線路距離應在基站無線電鏈路范圍內；

c)根據作業時間，配備外接電源。

4.3飛行要求

4.3.1飛行參數

a)激光雷達掃描輸電線路過程中，應根據不同電壓等級線路安全距離設置無人機航線高度，并

在無人機安全巡航速度內飛行；

b)作業過程中應確保無人機在指定海拔高度飛行，航向指示角、橫偏距、俯仰角及滾轉角等參

數在有效范圍內；

c)作業過程中應時刻關注無人機動力電源、風速、航速、發動機轉速等參數。

4.3.2技術參數

a)無人機激光雷達掃描輸電線路時應在安全距離范圍內且沿著輸電線路方向，每條航線直線飛

行時間不超過30min；

b)航線預規劃時，如果遇到掃描線路轉角大于30°，或連續沿單一方向飛行超過30min，應

根據無人機航巡速度、最小轉彎半徑及周圍環境設置飛出航線后順時針或逆時針做S飛行，以保證

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GPS精度；

c)以帶狀作業方式對輸電線路進行激光掃描，線路兩側距離不小于45m；

d)禁止無人機在線路正上方盤旋，禁止在導線間穿行。

5作業流程

無人機激光掃描作業流程見圖1。

圖1無人機激光掃描作業流程圖

6作業前準備

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6.1人員準備

6.1.1無人機操控員應熟悉無人機巡檢作業方法和技術手段，通過相應機型的操作培訓，考試合格

后持證上崗。

6.1.2作業人員應具備相應的輸電線路知識，熟悉航空、氣象、地理等必要知識，并熟悉GB/T26859

的有關規定。

6.1.3作業人員應身體健康，精神狀態良好。

6.2任務規劃

6.2.1項目成立后作業人員應明確作業內容，現場踏勘選取無人機起、降點位置，收集巡檢輸電線

路臺賬，依據線路所處海拔高度、地形地貌、氣象因素、人居環境等合理規劃航線。

6.2.2作業人員應在作業前確保無人機地面站、基站及激光雷達掃描系統各項指標參數正常，仔細

核對無人機所需電池電量充足，保障設備攜帶齊全（見附錄A）。

6.2.3作業人員應在作業前核實巡檢輸電線路名稱和桿塔號無誤，并再次確認作業人員、天氣和無

人機狀態適宜作業。

6.3設備使用

6.3.1激光掃描設備在出入庫時應進行登記，填寫設備出入庫登記單，并由專人負責設備管理和維

護。

6.3.2激光掃描設備應嚴格按照使用說明進行拆裝，相機與雷達設備安裝正確，使用后及時檢查設

備狀態，并按照要求裝箱（盒）。

6.3.3應確保激光掃描設備運輸及使用安全，做好設備安裝調試工作。

6.3.4設備接口連接應用系統所供專線連接。

6.4溝通準備

6.4.1無人機操控員應了解作業現場當天的天氣情況，根據情況變化提前做好飛行方案。

6.4.2遇到影響無人機飛行安全的緊急情況下，應停止飛行作業。若無人機已起飛，應采取措施控

制無人機返航或其他安全策略保證無人機安全。

7激光掃描數據采集

7.1地面GPS參考站布設

7.1.1考慮觀測備份和數據檢核，在作業地區無CORS站情況下，需在測區內根據情況合理布置地

面GPS參考站，用于校正無人機飛行時的位置精度。布設地面GPS參考站時應選在衛星信號接收情

況良好的開闊處，保證有效觀測衛星數不少于6顆，衛星截止高度角不小于15°，且測區內任意位

置與最近的地面GPS參考站距離不應超過30km。

7.1.2地面GPS參考站的架設應嚴格遵守GB/T18314的有關規定和要求。

7.1.3相對于無人機起飛時間，地面GPS參考站GPS接收機開機時間應提前30min，關機時間應

推遲30min。

7.1.4無人機激光掃描系統開始采集數據時，地面GPS參考站應進行同步數據采集，地面操作人員

記錄設備操作，填寫《基站同步觀測記錄單》（見附錄B）

7.2機載激光設備系統調試

7.2.1激光掃描設備應接線正確、安裝牢靠，滿足無人機飛行環境需求。

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7.2.2地面檢查時，應嚴格按照步驟對激光掃描設備進行檢查，保證存儲設備容量足夠，核實地面

站中各項參數應準確，完成激光掃描設備初始化，確保設備能正常運行。

7.3激光掃描數據采集

7.3.1無人機起飛時，應遠離人群，避免高大樹木或建筑物遮擋，以免干擾GPS信號。

7.3.2激光雷達系統開始數據采集后，應確認采集頻率是否設置成功。

7.3.3無人機起飛盤旋到高后，應先飛行8字航線，再飛十字航線（選飛），最后進入航線進行作

業。

7.3.4機載激光雷達系統掃描輸電線路，進行激光點云數據、影像數據、GPS/IMU數據、氣象數據

采集時，無人機操控員（數據采集員）應記錄設備操作，填寫《飛行記錄單》（見附錄C）。

7.3.5無人機飛行過程中，無人機操控員（數據采集員）應時刻關注無人機飛行與導航參數、數據

鏈狀態、設備狀態及指令信息。

7.3.6無人機飛行過程中，無人機操控員（數據采集員）應時刻關注激光掃描設備各項指標參數，

確保數據精度達到要求，及時處理意外情況。

7.3.7無人機降落時，應確保場地空曠安全，無人機停穩后，至少需等候5min，關閉激光雷達設

備后，按照正確順序依次對激光掃描系統及無人機進行關機斷電。

7.3.8作業過程應符合DL/T1482、CH/T8024的有關規定和要求。

7.4作業質量事項

7.4.1激光掃描數據采集結束后，檢測采集作業中各項安全措施的嚴密性。

7.4.2確認數據文件質量、數值應正常、完整，若POS系統缺失局部記錄，或激光、影像存在質量

缺陷時，應進行重飛。

8數據整理與移交

8.1數據備份

8.1.1按照作業日期進行文件夾命名（如20230301），并按照架次進行數據備份，文件夾結構見附

錄D。

8.1.2按照架次填寫激光掃描作業數據記錄單中數據采集信息部分，見附錄E，文件命名日期+架

次+激光掃描數據記錄單，如20230301S1激光掃描數據作業記錄單。

8.1.3數據備份采用雙備份，備份至不同存儲介質上。

8.2數據整理

8.3.1數據應包括：分類激光點云數據、DEM、DOM輸電線路三維模型、危險點分析報表及其他相

關資料。

8.3.2對原始數據、中間數據、預處理成果數據進行分類保存與備份，原始數據至少保存一式兩份。

8.3數據移交

8.3.1成果數據的移交應明確移交人及數據接收方，移交數據宜附數據清單，包含移交數據容量、

數據類型、成果清單、移交人、數據接收方、移交時間。

8.3.2數據中涉及國家秘密和公司企業秘密的信息嚴禁在互聯網及連接互聯網的計算機中傳輸、處

理和存儲。未涉及國家和企業秘密的數據信息傳輸應采用加密措施，宜通過具備信息安全保護措施

的信息內網或加密存儲介質傳輸。

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9安全保障措施

9.1現場要求

9.1.1禁止夜間進行飛行作業。

9.1.2禁止橫穿輸電線路作業。

9.1.3激光掃描作業單架次作業時間不宜超過3h。

9.1.4其他任何不符合航飛作業的外部條件下禁止飛行。

9.2故障處置

9.2.1若無人機出現失去動力等機械故障，應控制無人機在安全區域緊急降落。

9.2.2若無人機通信鏈路長時間中斷，且未在電臺超時極限內返航，應根據無人機失聯地理坐標和

機載追蹤器發送的報文信息等及時尋找。

9.2.3若激光掃描設備出現故障，且影響巡檢作業質量時，應立即中止本次作業，操作無人機返航。

9.2.4若無人機發生墜機事故，應立即上報相關管理部門并及時尋找無人機殘骸以防發生次生災

害。

9.3設備安全

9.3.1無人機和激光掃描設備均應放置在安全區，運輸過程中應做好防震等保護措施。

9.3.2無人機、激光掃描設備、地面GPS設備、電池等電子元件設備均應以滿足設備要求的環境溫

度、濕度等范圍內存放。

9.3.3無人機電池應做好充放電工作，長時間不用時應以存儲電壓存儲。

9.3.4地面GPS參考站應派專人看守，并實時監測GPS接收機的工作狀態，做好防雨、防雷的準備

措施。

9.4作業安全

9.4.1數據采集作業所涉及的電子設備的操作安全指標都應遵守設備使用手冊。

9.4.2無人機飛行過程中，操控員應時刻關注地面站無人機飛行狀態及激光掃描設備工作狀態。

9.5特殊工況處置

9.5.1若作業區域天氣突變，應及時控制無人機返航或就近降落，以確保無人機安全。

9.5.2若作業區域出現其他飛行器，在確保安全后方可繼續執行巡檢任務，否則應采取避讓措施。

9.5.3若作業人員出現身體不適等情況，應及時控制無人機安全降落并使用替補作業人員；若無替

補作業人員，則終止本次作業。

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附錄A

（資料性附錄）

巡檢作業所需工器具

在無人機巡檢輸電線路中，所需工器具見表A.1。

表A.1巡檢作業所需工器具

序號名稱單位數量

1無人機架1

2激光掃描系統套1

3相機套1

4基站及腳架臺1

5機載電池塊8

6任務載荷電池塊4

7基站電池塊2

8電池充電器套1

9工作臺張1

10筆記本電腦臺1

11相機讀卡器個1

12對講機套1

13工具箱套1

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附錄B

（規范性）

GNSS觀測記錄單

在進行GNSS觀測過程中，應嚴格按照觀測要求架設儀器獲取數據，并填寫GNSS觀測記錄單，

見附表B.1。

表B.1GNSS觀測記錄單

任務線路觀測日期

天氣情況基站編號

開機時間關機時間

開機天線高關機天線高

觀測衛星數

備注

記錄員：

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附錄C

（規范性）

設備操作記錄單

輸電線路無人機激光掃描作業中，所有操作應嚴格按照要求進行，并將飛行與操作記錄填寫在

設備操作記錄單中，以便作業后進行數據管理，見附表C.1。

表C.1設備操作記錄單

開車時關車時無人機記錄員基站負天氣情晴

間間操控員責況

開設備關設備總時間起降點基站名

時間時間稱

計劃區作業區

段段

序號工作內容及飛行狀態

1

2

3

4

5

備注

填表說明：

a)應記錄開車時間、關車時間、無人機操控員、記錄員、天氣情況、開設備時間、關設備時

間、總時間、起降場、基站（CORS站）、計劃區段、作業區段、記錄日期及架次等信息；

b)開車時間、關車時間、總時間落地后根據航務所發飛行報告填寫；

c)開設備時間、關設備時間根據開關設備操作記錄北京時間；

d)計劃區段、作業區段按照“江蓮一線：1-50#”格式填寫；

e)工作內容及飛行狀態欄按照UTC時間填寫，記錄起飛、開激光器、調整相機參數、做S、

落地時間；

f)一架次掃描多條線路時，記錄時寫上當前掃描線路名稱；

g)記錄采集數據過程中發現的設備異常、地面及地物異常情況。

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附錄D

（規范性）

數據備份文件結構

D.1輸電線路無人機激光掃描作業后，需要將文件按規范要求進行存儲記錄，數據備份文件結構如

下：

年月日

------S1

------雷達數據

------RXP

------IMU

------GNSS

------飛機數據

------基站（Base）數據

------原始照片

------Photo位姿數據

------Rover數據

說明.txt

------S2

------雷達數據

------RXP

------IMU

------GNSS

------飛機數據

------基站（Base）數據

------原始照片

------Photo位姿數據

------Rover數據

說明.txt

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附錄E

（規范性）

激光掃描作業數據記錄單

輸電線路無人機激光掃描作業后，需按規定要求將采集信息記錄在表，見附表E.1。