無人機攝影測量項目一無人機測繪概述任務任務一無人機概述任務二無人機荷載任務二無人機裝配、保養、維修任務二無人機測繪原理任務二無人機行業應用任務一無人機概述一、基本知識2無人機發展歷程3無人機分類4無人機組成5無人機空氣動力學6無人機飛行原理1無人機定義無人機（UAV:UnmannedAircraftVehicle）,是由控制站管理（包括遠程操縱或自主飛行）的航空器，也稱遠程駕駛航空器（RPA:RemotelyPilotedAircraft）。1、無人機定義無人機系統（UAS：UnmannedAircraftSystem）,也稱遠程駕駛航空器系統（RPAS:RemotelyPilotedAircraftSystems）,是指由無人機、控制站、所需的指令與控制數據鏈路以及批準的型號設計規定的任何其他部件組成的系統。無人機系統包括地面系統、飛機系統、任務載荷和無人機使用保障人員等。一、基本知識2、發展歷程世界性發展

0120世紀20年代無人機出現，1910年亥俄州的年輕軍事工程師查爾斯?科特林,在美國陸軍的支持和資助下，他制成并試驗了幾個模型，取名為“科特林空中魚雷”、“科特林蟲子”。1914年第一次世界大戰中有人研制一種無人駕駛，而用無線電操縱的小型飛機。1917年世界第一架無人機誕生，而無人機真正投入作戰始于越南戰爭，主要用于戰場偵察。1939年美國最早開始研制無人靶機先后研制出“火蜂（Firebee）”系列和“Chukar”系列靶機。20世紀50~60年代開始，美國相繼研制成功火蜂”、“先鋒”、“獵人”、“捕食者”和以及我們最熟悉的“全球鷹”等戰術或戰略無人偵察機，以及“捕食者”改進型無人偵察作戰飛機。中國世界010203中國世界010203一、基本知識2、發展歷程中國世界在中國的發展

02中國無人機的研究始于50年代后期，1959年已基本摸索出安一2和伊爾-28兩種飛機的自駕起降規律。60年代中后期投入無人機研制，形成了長空l號靶機、無偵5高空照相偵察機和D4小型遙控飛機等系列，其中無偵5的研制在中國無人機發展史上具有重要意義。近年來，無人機的發展更加迅猛，眾多無人機廠家相繼出現，推出了形式多樣的無人機產品，無人機的使用基本實現大眾化。010203一、基本知識2、發展歷程中國世界在的發展032006年提出將無人機應用于測繪領域的構想，并在第二次全國國土調查、地形圖測繪等項目中進行了實驗性應用。2008年躋身于無人機的研發及應用。2010年研發出了彈射（滑翔）起飛，傘降（滑降）的“勘查者Ⅱ”油動固定翼無人機。0102032016年成功研發了垂直起降電動無人機版及其他多款無人機，包括SH-15X、SH-20X、SH-30X、SH-50X、SH-60X多旋翼無人機，SH-60G、SH-80G固定翼無人機。同時，成立了具有無人機研發，生產，銷售，項目培訓、服務，AOPA飛手資格培訓、考核為一體的星級服務的無人機研制中心。一、基本知識3、無人機分類無人機分類按平臺構型分類：分為固定翼無人機、無人直升機和多旋翼無人機。01按動力系統分類：分為油動、電動、油電混合動力、太陽能、固態氧化物燃料無人機。02按用途分類：分為影視拍攝、農業植保、電力巡線、反恐安防、遙感測繪等。0304按尺寸分類：分為微型、輕型、小型、大型無人機。05按活動半徑分類：分為超近程、近程、短程、中程、遠程無人機。06按任務高度分類：分為超低空、低空、中空、高空、超高空無人機。一、基本知識5、飛行原理旋翼無人機原理旋翼無人機由各旋翼之間的速度差而獲得推力，可依靠傾斜旋翼而產生在傾斜方向上的推力，也可以通過控制旋翼在旋轉過程中的姿態而產生推力。一、基本知識5、飛行原理旋翼無人機原理—四旋翼無人機四旋翼無人機通過調節四個電機轉速來改變旋翼轉速，實現升力的變化，從而控制飛行器的姿態和位置。四旋翼無人機是一種六自由度的垂直升降機，但只有四個輸入力，同時卻有六個狀態輸出，所以它又是一種欠驅動系統。一、基本知識5、飛行原理垂直運動俯仰運動滾轉運動偏航運動前后運動傾向運動旋翼產生的升力大于飛行器的自重時為上升狀態。旋翼產生的升力小于飛行器的自重時為下降狀態。旋翼產生的升力等于飛行器的自重時為懸停狀態電機1的轉速上升，電機3的轉速下降（改變量大小應相等），電機2電機4的轉速保持不變。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，產生的不平衡力矩使機身繞y軸旋轉，反之，機身便繞y軸向另一個方向旋轉，實現飛行器的俯仰運動。改變電機2和電機4的轉速，保持電機1和電機3的轉速不變，則可使機身繞x軸旋轉（正向和反向），實現飛行器的滾轉運動。當電機1和電機3的轉速上升，電機2和電機4的轉速下降時，旋翼1和旋翼3對機身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4對機身的反扭矩，機身便在富余反扭矩的作用下繞z軸轉動，實現飛行器的偏航運動。四旋翼無人機工作原理增加電機3轉速，相應減小電機1轉速，同時保持其它兩個電機轉速不變，從而使旋翼拉力產生水平分量，因此可以實現飛行器的前飛運動。向后飛行與向前飛行正好相反。（在產生俯仰、翻滾運動的同時也會產生沿x、y軸的水平運動。）由于結構對稱，所以傾向飛行的工作原理與前后運動完全一樣。一、基本知識5、飛行原理旋翼無人機原理—固定翼無人機固定翼飛機通常包括方向、副翼、升降、油門、襟翼等控制舵面，通過舵機改變飛機的翼面，產生相應的扭矩，控制飛機轉彎、爬升、俯沖、橫滾等動作。方向舵的作用：是最常用做自動控制轉彎的手段，方向舵轉彎的缺點是轉彎半徑相對較大，較副翼轉彎的機動性略差。副翼的作用：是進行飛機的橫滾控制。固定翼飛機當產生橫滾時，會向橫滾方向進行轉彎，同時會掉一定的高度。升降舵的作用：是進行飛機的俯仰控制，拉桿抬頭，推桿低頭。油門舵的作用：是控制飛機發動機的轉速，加大油門量會使飛機增加動力，加速或爬升，反之則減速或降低。一、基本知識5、飛行原理旋翼無人機原理—固定翼無人機固定翼飛機都有一個最低時速被稱作失速速度，當低于這個速度的時候飛機將由于無法獲得足夠的升力而導致舵效失效，飛機失控。通過飛機的空速傳感器可以實時獲知飛機的當前空速，當空速降低時必須通過增加油門或推桿使飛機損失高度來換取空速的增加，當空速過高時減小油門或拉桿使飛機獲得高度而換取空速的降低。因此固定翼飛機有兩種不同的控制模式。12根據設定好的目標空速設定好飛機平飛時的迎角優點：飛機始終以空速為第一因素來進行控制，因此保證了飛行的安全，特別是當發動機熄火等異常情況發生時，使飛機能繼續保持安全，直到高度降低到地面。缺點：是對高度的控制是間接控制，因此高度控制可能會有一定的滯后或者波動。優點：能對高度的變化進行第一時間的反應，因此高度控制較好。缺點：當油門失效時，比如發動機熄火發生時，由于高度降低飛控將使飛機保持經過限幅的最大仰角，最終由于動力的缺乏導致失速。控制模式一、基本知識任務二無人機荷載無人機荷載云臺航攝相機紅外傳感器激光雷達綜合應用類荷載無人機荷載就是無人機平臺搭載的各種任務設備。任務荷載一般與偵察、武器投射、通信、遙感或貨物有關。云臺是無人機用于安裝、固定攝像機等任務荷載的支撐設備。安裝在無人機上能自動進行連續攝影的照相機。航攝相機是一臺復雜、精密的全自動光學電子機械裝置，具有精密的光學系統和電動結構。紅外傳感器也稱為前視紅外傳感器，利用紅外或熱輻射成像。激光雷達是使用脈沖激光束對周圍環境進行掃描，并且測量信號從掃描對象返回到檢測器的時間，從而計算出距離的設備。目前根據無人機在不同行業中的應用要求，將多個傳感器集成到一起，實現一個荷載多用途的目標，為各行業的應用提供更全面的服務。一、基本知識無人機荷載分類偵查型：一般包括光學相機、紅外傳感器、激光雷達和合成孔徑雷達等；武器型：一般包括火力裝備、激光武器、防御干擾彈等。1234云臺的作用一是荷載與無人機連接。二是荷載的防震隔離。航攝相機紅外傳感器航攝儀種類繁多，常見的有單鏡頭正射數碼相機和多鏡頭傾斜攝影相機。無人機采用的紅外攝像機分為兩類，即冷卻式和非冷卻式。基本知識一、基本知識綜合應用類荷載T1熱成像相機T2紅外熱成像相機Z40高清變焦相機40雙光相機N30L微光變焦相機E30變焦測距相機E0激光測距載荷35X光電云臺30X-4K光電云臺拋投云臺雙光云臺一、基本知識T1熱成像相機綜合應用類荷載—航攝相機T1熱成像相機采用一體化供電，滿足云臺長續航需求，定制熱成像機芯更高探測靈敏度，可根據不同需要隨意切換相應色板，具有4倍電子變焦，實時顯示高溫、低溫、平均溫度。T2紅外熱成像相機T2紅外熱成像相機支持視頻的全幅射溫度信息存儲，可離線修正溫度，指點移動和測溫功能、高溫報警和跟蹤功能，傳感器為非制冷型VOx微型熱輻射計熱像。一、基本知識Z40高清變焦相機綜合應用類荷載—航攝相機2500萬像素40倍變焦照片自帶POS信息40雙光相機可見光與熱成像二合一系統40倍變焦照片自帶POS信息和圖像指點測溫功能。一、基本知識N30L微光變焦相機采用專業三軸增穩變焦云臺，高精度編碼器FOC控制方案，掛載30倍星光高清變焦相機1080P全高清星光夜視網絡相機，實現空中遠距離變焦夜間航拍，用于公安、消防、電力等行業。N30L微光變焦相機綜合應用類荷載—航攝相機E30變焦測距云臺采用35倍光學變焦鏡頭，可在廣角和遠距離拍攝之間自由變換，具備目標跟蹤、目標定位功能，可應用于巡檢、勘察、監控等領域。E30變焦測距相機一、基本知識E0激光測距云臺主要由三軸減震云臺和激光模塊等構成。激光模塊可對目標物進行距離、角度、速度等數據測量，同時可輔助其他云臺執行特殊要求的任務。E0激光測距載荷綜合應用類荷載—云臺35X光電云臺專門針對行業客戶研制的三軸高度自穩定云臺，穩定性和指標優于市面在售3D云臺和相機，結構和參數經長時間應用測試和優化設計，動態圖像平穩清晰，支持無線遙控云臺橫滾、俯仰、航向等功能。同時支持用戶根據需求定制活動角度范圍。35X光電云臺一、基本知識30X-4K光電云臺是三軸高度自穩云臺，分辨率4K，清晰度明顯優于諸多產品，采用航空鋁材，使得云臺性能更出色，在6級大風和中雨環境均可穩定可靠工作，飛行時動態圖像平穩清晰。30X-4K光電云臺綜合應用類荷載—云臺紅外雙光云臺是具有高亮度、遠距離、可遙控控制的無人機雙光云臺，紅外熱像儀。可用于公安、消防等行業特殊。雙光云臺一、基本知識拋投云臺綜合應用類荷載—云臺1單點拋投云臺支持高清圖像回傳和十字標志定位，遠程控制中心根據回傳圖像確定物資拋投，是無人機系統的標配設備之一。2多點拋物云臺可實現遠程遙控拋投的功能，支持4拋點同時滿足不同距離任務執行需要，可實時回傳拋投點視頻，與其它圖傳設備兼容。3D4四合一拋投云臺由FPV攝像頭、航空鋁合金機身、拋投機芯等構成。可適配多個型號的飛行平臺。4D402云臺配置十字校準和兩個獨立控制掛載，底部標配紅藍警燈，可切換閃燈。可實現360°全景視野，全景視頻錄制、拍照功能和實時傳輸等功能。一、基本知識擴音云臺綜合應用類荷載—云臺1）P1云臺P1云臺具有超大分貝音量，5km實時傳輸控制，音量調節全自動調節功能，自帶高清攝像頭單軸云臺。2）喊話云臺語音喊話云臺是最新研制的高功率、超遠距離的無線空中喊話接收設備；配合其使用的喊話發射端則安裝于無人機地面站或無人機高清一體化接收機內。3）多功能云臺多功能云臺是最新研制的高度整合設計的設備，集成無線語音喊話+拋投+照明+可變焦攝像機，配合使用。一、基本知識1）L50探照云臺L50探照云臺內置高精度陀螺儀傳感器，具備閃爍、常亮、極亮等工作模式。單軸云臺實時調整探照燈照射角度，最大光通量為5000lm，射程可達850m。2）L150泛光探照云臺L150泛光探照云臺由攝像頭、鋁合金機身、高亮LED構成，配備全新的快拆接口，具備單軸云臺，實時調整探照燈照射角度，最大通光亮為18000lm，射程可達660m。綜合應用類荷載—云臺照明云臺一、基本知識綜合應用類荷載—云臺氣象類云臺1）G2氣體檢測云臺G2氣體檢測云臺是一款氣體檢測設備，由全景相機、氣體檢測儀及各種傳感器等構成，能夠測量并記錄其周圍空氣中各種氣體濃度、顆粒物濃度和溫濕度數據。可替代工作人員深入危險區域進行環境數據的實時監測。2）毒氣探測云臺毒氣探測云臺由無人機有毒氣體采集模塊、無人機有毒氣體地面模塊、無人機有毒氣體地面處理軟件三大部分構成，是根據嚴峻的空氣排放污染偵查、化學事故災難偵查等需求開發的一款適合無人機掛載的有毒氣體探測系統。一、基本知識任務三無人機裝配、保養、維修目錄第1部分基本知識第2部分任務實施基本知識無人機構造控制系統無人機由飛行平臺（飛行器）及控制系統組成，種類眾多，組成形式也多種多樣，具有無人駕駛、任務設備搭載、按照規定航線飛行、信息采集、自動返航等功能。

無人機控制系統（Flightcontrolsystem）簡稱飛控，可以看作飛行器的大腦。是無人機的核心部件，其功能主要是發送各種指令，并且處理各部件傳回的數據。一、基本知識1、無人機構造一、基本知識固定翼無人機是指由動力裝置產生前進的推力或拉力，由機身的固定機翼產生升力，在大氣層內飛行的重于空氣的航空器。固定翼飛行器的構造主要包括機身、機翼、尾翼、舵機、起落架、動力系統、云臺七部分組成。固定翼無人機1、無人機構造一、基本知識固定翼無人機一、基本知識旋翼無人機也稱為多軸無人機，是直升機的一種，它通常有3個以上的旋翼。無人機的機動性通過改變不同旋翼的扭力和轉速來實現。相比傳統的單水平旋翼直升機，它構造精簡，易于維護，操作簡便，穩定性高且攜帶方便旋翼飛行器一般由機身、槳葉、電機、電調、電池、云臺六部分組成。

1、無人機構造旋翼無人機一、基本知識復合翼無人機（大部分是垂直起降固定翼）是在固定翼無人機上疊加一套垂直升力系統，從而在結構上基本實現了多旋翼和固定翼的優勢結合，使其具備垂直起降、定點懸停、高速巡航的能力。1、無人機構造復合翼無人機一、基本知識2、控制系統IMU慣性測量單元IMU慣性測量單元：現在的飛控內部使用的都是由三軸陀螺儀，三軸加速度計，三軸地磁傳感器和氣壓計組成的一個IMU，也稱慣性測量單元。它的作用就是感知飛機姿態的變化，例如飛機當前是前傾還是左右傾斜，機頭朝向、高度等最基本的姿態數據。三軸陀螺儀：陀螺儀是一個高速旋轉的陀螺，通過三個靈活的軸將這個陀螺固定在一個框架中，無論外部框架怎么轉動，中間高速旋轉的陀螺始終保持一個姿態。通過三個軸上的傳感器就能夠計算出外部框架旋轉的度數等數據。三軸加速度計：是測量飛機XYZ三個軸的加速度。加速度是速度變化量與發生這一變化時間的比值，是描述物體變化快慢的物理量，米每二次方秒。三軸地磁傳感器：地磁傳感器，是一個電子指南針，它可以讓飛機知道自己的飛行朝向，機頭朝向，找到任務位置和家的位置。一、基本知識2、控制系統GPS定位無人機上搭載著GPS接收機，它通過接受衛星信號，實現GPS的位置信息，位置信息通過一個編譯器再次編譯成一個電子信號傳給飛控，讓飛控知道自己所在的位置、任務的位置及距離、家的位置及距離以及當前的速度和高度，然后再由飛控駕駛飛機飛向任務位置或回家。一、基本知識2、控制系統地面站地面站，就是在地面的基站，也就是指揮飛機的，地面站可以分為單點地面站或者多點地面站，我們用的無人機大部分都是單點地面站，單點地面站一般由一到多個人值守，有技術員，場務人員，后勤員，通信員，指揮員等人組成。地面站設備由遙控器、電腦、視頻顯示器，電源系統，電臺等設備組成。目錄第1部分基本知識第2部分任務實施二、任務實施機體組裝電池充電相機組裝電池安裝相機調試二、任務實施1、機體組裝云臺安裝機身與支臂安裝螺旋槳安裝二、任務實施1、機體組裝云臺安裝首先將航空接頭與云臺設備分離，接著將四顆M4手擰螺絲擰下即可。載荷部分采用了一體化設計，只需根據不同的作業任務需求，更換載荷板。載荷更換快捷方便。無人機出廠時會標配一套傾角為33度的傾斜攝影云臺系統，如無特殊要求，不需要更換。二、任務實施1、機體組裝機身與支臂安裝機身與支臂安裝時，支臂上的編號需要對應機身上的編號進行組裝，支臂跟機身上的鋁件都有設計安裝角度定位平面，安裝時電機朝上。二、任務實施1、機體組裝螺旋槳安裝通過支臂編號跟槳固定螺絲上的標號，選擇正確的正反槳安裝在對應的支臂上。OH6150槳固定螺絲有正反之分，螺絲上的旋轉方向標識為鎖緊（LOCK）。即電機不動，槳按標識方向旋轉。最后，需要用槳拆裝工具來最終鎖緊，如圖1-11所示。（注：在螺旋槳安裝過程中，切記螺旋槳編號與機身編號對應的正確性以及正確使用槳拆裝工具進行安裝和拆裝工作，切勿使用蠻力。）二、任務實施2、相機安裝01首先打開左右兩邊兩個金屬鎖扣，然后雙手捏住艙蓋上的鎖扣逆時針轉動艙蓋打開即可。打開艙蓋艙蓋打開示意圖相機安裝需注意安裝相機時，應該一臺放完再安裝另一臺，切記勿將兩臺同時安裝。02相機參數設置根據飛行天氣條件設置相機光圈，快門，焦距等參數，確保相機存儲空間足夠。然后關機，取出相機電池，放入假電池。03相機安裝將兩臺相機放入云臺相機安裝座，鎖上相機螺絲，接入相機快門線跟相機電源線即可（相機電源線有正負之分，需正確接入）。二、任務實施3、電池安裝首先將電池放入電池安裝位上，然后用扎帶壓緊。放入電池安裝位時，需稍微側放，安裝時不可用蠻力，避免碳板的棱角損壞電池表面，影響電池的使用（注：安裝電池前，需要在不接通電源時，用電顯測量電池電壓，滿電是25.2V）。二、任務實施4、電池充電首先給充電器接通電源，然后將電池跟充電器連接。長摁ENTER鍵，待聽到警示提示聲響后，再摁一次ENTER鍵即可。注意事項：嚴禁將電池的正負極短路。充電過程中，禁止連續充電時間超過16個小時鋰電池使用中，最好隨用隨充，禁止閑置時間過長。如果長時間（20天為基準）不用，應將鋰電池組以單節3.8V保存。充電時,電池不可靠近易燃易爆，具有腐蝕性物品。二、任務實施4、相機調試a、設置相機：拍照模式—M檔、焦距模式—S檔、快門—1/1250、光圈—6.3、曝光補償—+-0、ISO—AUTO創意風格—標準—+3+3+3。（其中快門跟光圈根據具體作業天氣而定）。b、拍照：在地面上選取距離一個飛行高度的參照物進行拍照，因為此時光圈處于S檔（自動擋），拍完照之后，此時的相機光圈就一個飛行高度的光圈。c、光圈設置：將焦距模式調到MF檔,并用紙膠帶或電工膠帶將手調光圈纏繞固定。d、拍照測試：在此模式下，對著剛才距離一個飛行高度的參照物進行拍照，檢查照片質量，如有虛焦，將剛才固定的膠帶拆除，重新完成以上步驟，直到得到滿意的照片質量為止。任務四無人機測繪原理無人機遙感無人機測繪無人機測繪內容攝影測量系統組成基本知識一、基本知識1、無人機遙感無人機遙感(UnmannedAerialVehicleRemoteSensing),即利用先進的無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通訊技術、GPS定位技術、POS定位定姿技術和遙感應用技術，能夠實現自動化、智能化、專用化快速獲取自然資源、生態環境等空間遙感信息，且完成遙感數據處理、建模和應用分析的新興技術。無人機遙感系統由于具有機動、快速、經濟等優勢。一、基本知識2、無人機測繪無人機測繪是無人機及無人機遙感的具體體現，它是通過在無人機上搭載相機、激光發射器等遙感設備，以攝影測量的方式采集目標區域的影像、點云等數據，然后利用數據處理軟件對采集的數據進行處理，得到目標區域數字正射影像、數字高程模型、實景三維模型等基礎地理信息數據成果，已實現測繪的目的。一、基本知識3、無人機測繪內容航空攝影無人機航空攝影，主要指利用無人機搭載普通數字攝影機，獲取地面目標信息。一、基本知識3、無人機測繪內容影像數據處理數字化成果可視化產品“4D”產品縱橫斷面圖、數字正射影像圖、實景三維模型數字正射影像圖、數字地表模型（DSM）數字地圖、專題圖、透視圖、電子地圖影像處理成果一、基本知識3、無人機測繪內容影像數據處理模擬攝影測量解析攝影測量數字攝影測量模擬攝影測量是在室內利用光學或機械的方法模擬攝影過程，恢復攝影時像片的空間方位、姿態和相互關系，建立實地的縮小模型，即攝影過程的反轉，然后利用模擬出的模型進行量測。隨著計算機、模數轉換技術的發展，20世紀50年代末出現了解析空中三角測量、解析測圖儀和數控正射投影儀，攝影測量進入到第二個階段-解析攝影測量。數字攝影測量是利用所采集的數字/數字化影像，在計算機上進行各種數值、圖形和影像處理，研究目標的幾何和物理特性，從而獲得各種形式的數字產品和可視化產品。一、基本知識3、無人機測繪內容影像數據處理發展階段原始資料投影方式儀器操作方式產品模擬攝影測量像片物理投影模擬測圖儀作業員手工模擬產品解析攝影測量像片數字投影解析測圖儀機助作業員操作模擬產品

數字產品數字攝影測量數字化影像數字影像像片數字投影數字攝影測量系統自動化操作+作業員的干預模擬產品

數字產品一、基本知識4、

攝影測量系統組成影像數據處理硬件設備電腦立體顯卡激光發射器立體眼鏡手輪腳盤三維鼠標一、基本知識4、

攝影測量系統組成影像數據處理攝影測量軟件設備多源地理數據綜合處理系統MapMatrix航空影像和衛星影像空三加密、dsm自動生成、dom高精度批量自動化集群處理平臺。PhotoMatrix一鍵快拼系統OKMatrix專業的DOM生產、編輯、出圖軟件。EPT傾斜攝影集群計算系統Virtuoso3d基于傾斜三維模型的DLG、DSM、DOM采集生產平臺MapMatrix3d無