无人机载荷与行业应用第一章无人机任务载荷系统概述目录
无人机任务载荷系统定义项目1项目2项目3项目4
无人机任务载荷系统分类
无人机任务载荷系统组成
无人机任务载荷系统的特点项目1
获取数据效果好某些载荷部署于地面设备时受到视角和天气的影响，难以获得良好的数据质量，甚至无法获取数据，而无人机作为升空平台，能通过提供鸟瞰视角以规避这方面的问题，这也是无人机越来越广泛地应用在各个领域的主要原因之一。2.
441—1988）规定了机载设备包装的通用技术要求及质量保证规定适用于机载设备包装的研制与生产《机载设备包装通用规范》（GJB2352—1995）对于无人机任务载荷的选择，参考的国家标准大多为国家军用标准，具体如下：规定了系统电磁兼容性的总要求，包括系统内电磁兼容性要求、系统对外部电磁环境的适应性要求、雷电防护要求、静电防护要求和电磁辐射的危害防护要求等适用于新研制的和改进的各种武器系统，如飞机、舰船、导弹和地面系统等《系统电磁兼容性要求》（GJB
1389A—2005）规定了无人机任务设备的通用要求适用于任务设备的选择，并为无人机总体选择任务设备提供了参数要求《无人机任务设备通用要求》（GJB
5887—2006）任务1国家标准任务1国家标准《机载电子设备通用指南》（GJB/Z
457—2006）为在有人驾驶飞机、直升机、导弹、助推器和类似的飞行器上工作的电子设备的设计和结构、元器件和零部件的选用、材料的选用、表面处理、环境应用和质量保证等提供了通用指南。详细的电气和机械设计、性能及试验要求应按设备详细规范或合同中的规定适用于上述设备研制和生产的各个阶段《无人侦察机成像侦察任务载荷要求》（
GJB6705—2009）规定了无人侦察机成像侦察任务载荷的分类、总体性能要求、主要战术技术项目及使用要求适用于无人侦察机成像任务载荷及其配套设备的选择，并为系统总体论证、设计提供依据任务1国家标准《无人机信息对抗载荷通用要求》（GJB7100—2010）规定了无人机信息对抗载荷的分类和通用要求适用于无人机信息对抗载荷的论证和研制《无人机任务载荷通用要求》（GJB7101—2010）规定了无人机任务载荷的通用要求适用于无人机任务载荷的论证和研制《机载雷达无源干扰吊舱通用规范》（GJB
7200—2011）规定了机载雷达无源干扰吊舱的技术要求、质量保证规定和交货准备等适用于机载雷达无源干扰吊舱的论证、研制、生产和检验，是拟制产品规范的基本依据任务2行业标准建立了一个从无人机接口到有效载荷的框架，它定义了无人机有效载荷设备的接口、性能度量、供应、操作控制和管理适用于最大起飞重量（MTOM）小于25kg的无人机的有效载荷接口要求，不包括无人机的内置有效载荷《无人机有效载荷设备的标准接口要求及性能特性》（IEEE1937.1—2020）规定了外场可更换单元（LRU）的规格和设备，安装架的机械接口、电接口、环境特性等设计要求以及验证要求适用于安装在军用飞机电子设备舱内LRU外形要素的选择、标准接口设计、环境条件以及接口设计与环境条件等方面的验证《机载电子设备接口设计基本要求》（HB6434—2001）目前关于无人机任务载荷的行业标准还暂未发表，行业标准主要对载荷的接口进行了规定:任务2行业标准《无人机航摄安全作业基本要求》（CH/Z
3001—2010）规定了无人机航摄安全作业的技术准备、实地踏勘与场地选取、飞行检查与操控、保障措施、设备使用与维护等内容适用于以固定翼轻型无人机航摄系统为设备的无人机航摄作业，旋翼轻型无人机航摄作业和无人飞艇航摄作业也可参照执行《无人机航摄系统技术要求》（CH/Z
图像跟踪设备主要选择参考物理指标参数4.
CCD数码照相机主要选择参考物理指标参数（1）CCD工作波段（9）数据压缩倍率（2）CCD传感器像元数（10）相机与平台定位、姿态测控部件的同步精度（3）单幅拍摄面积（11）内方位元素鉴定精度（4）拍摄方式（单幅/连续）（12）焦距（5）重叠成像要求（13）主点坐标（6）像元地面分辨率（14）镜头畸变测量精度（7）灰度等级（15）光轴与CCD中心不重合度。（8）存储器容量6.
合成孔径雷达/活动目标侦察雷达设备主要选择参考物理指标参数（1）成像距离（2）成像区宽度（3）图像分辨率（4）图像测量误差（5）雷达工作频段和带宽（6）天线增益（7）发射功率（8）动目标检测最低速度（9）图像动态范围（10）天线形式和尺寸（11）冷却方式8.
稳定平台主要选择参考物理指标参数（1）平台工作范围：方位轴、俯仰轴（6）测角精度（2）最大角速度（7）框架输出角量化值（3）最大角加速度（8）光轴平行度（4）稳定方式（9）负荷能力（5）稳定精度9.
机械接口任务3接口与协议1.机械接口任务载荷的质量应满足无人机飞行平台的装载要求和任务载荷的技术指标要求，通常包括减振器、减振机构、天线（含整流罩）、馈线、附居电缆等的质量。一般只规定任务载荷质量的最大值，必要时应规定质量公差范围和质心分布范围。每个外场可更换单元（LRU）的最大质量一般不超过20
CE102（10
kHz～10
MHz电源线传导发射），适用于所有电源导线（包括返回线，但不包括设备电源的输出端导线）。②
CE106（10
kHz～40
MHz天线端子传导发射），适用范围应符合GJB
151A—1997中5.3.3.1的规定。③CS101（25kHz～50
kHz电源线传导灵敏度），适用于设备和分系统的交流和直流输入电源线，不包括返回线。④
CS106（电源线尖峰信号传导灵敏度），适用范围应符合GJB
151A—1997中5.3.9.1的规定。任务4电磁兼容性及其他考虑⑤CS114（电缆束注入传导敏感度），适用于设备及分系统的所有互连电缆，10kHz～30MHz为全部适用频率范围，30～400
MHz为可选择使用频率范围。⑥CS115（电缆束注入脉冲激励传导敏感度），适用范围应符合GJB151A—1997中5.3.12.1的规定。⑦CS116（10kHz～100
MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度），适用范围应符合GJB
151A—1997中5.3.13.1的规定。⑧
RE102（10
kHz～18
GHz电场辐射发射），适用于设备及分系统课题和所有互连电缆的辐射发射，不适用于发射机的基频或天线的辐射，具体要求见GJB151A—1997中5.3.15.1的规定。⑨
RS103（电场辐射敏感度），适用范围应符合GJB
151A—1997中5.3.18.1的规定。任务4电磁兼容性及其他考虑（3）根据无人机任何载荷系统的特性，建议选做以下项目：①CS103（15kHz～10GHz天线端子互调传导灵敏度），适用范围应符合GJB
151A—1997中5.3.6.1的规定。②CS104（25kHz～20GHz天线端子无用信号抑制传导灵敏度），适用范围应符合GJB
151A—1997中5.3.7.1的规定。③CS105（25kHz～20GHz天线端子交调传导灵敏度），适用范围应符合GJB
151A—1997中5.3.8.1的规定。④RE101（25
Hz～100
kHz磁场辐射发射）。任务4电磁兼容性及其他考虑⑤RE103（10kHz～40GHz天线谐波和乱真输出辐射发射），适用范围应符合GJB
151A—1997中5.3.16.1的规定。⑥RS101（25kHz～100kHz磁场辐射敏感度），适用范围应符合GJB151A—1997中5.3.17.1的规定。⑦RS105（瞬变电磁场辐射敏感度），适用范围应符合GJB151A—1997中5.3.19.1的规定。此外，还应保护人员、燃油和军械免受电磁辐射的危害影响。项目3“六性”与“三化”要求任务1“六性”要求1.可靠性应按GJB
h，侦察类无人机任何载荷系统的MTBF（最低可接受值）一般不小于150
h，侦察、对抗干扰类无人机任何载荷系统的MTBF（最低可接受值）一般不小于110
min。维修性定性要求应明确维修分级（一般为二级维修）、自检能力，关键件和重要件应可修复或可更换；维修人员应能方便接近各个维修部位；应具备有效的防差错措施及明显的标识；主要功能为工作状态和故障指示。任务1“六性”要求保障性要求涉及保障设备、人员及文件，其一般要求如下：（1）保障设备的品种和数量应合理，使用和维护应方便。（2）保障人员的数量、专业和技术等级应合理。（3）备件和文件应满足使用与维修装备的需要。3.
保障性任务1“六性”要求（2）测试装置。如需要有测试装置，一般应能监测性能、校准和故障隔离，一般应满足：①
测试性任务1“六性”要求安全性设计一般包括过流/过压/过热保护措施、紧急关闭电源功能，必要时应有加密和自毁功能。5.
安全性任务1“六性”要求6.环境适应性无人机任何载荷系统应进行环境影响分析，充分识别任何载荷寿命周期内（包括地面加工、装配、测试、试验、包装、储存、运输、装载、发射、执行任务）所经历的各种环境与效应，开展环境适应性设计，满足无人机应用环境要求：无人机任何载荷应能经受寿命周期内可能遇到的各种环境应力，包括温度、加速度、冲击、振动、电磁环境等；在工作和存放期间不应引起机械损伤，性能降低程度不应超出设备产品规范的规定。任务1“六性”要求（1）温度无人机任何载荷系统在经受规定的环境温度及其变化后，当温度恢复到正常工作温度范围时，应具有工作能力，不应出现性能下降、零部件损伤或其他老化现象，不工作时应能长期暴露在规定的储存温度和温度冲击条件下。除另有规定外，无人机任何载荷的工作温度和储存温度标准如下：任务1“六性”要求①
对于作业高度7
000
m以上的无人机任何载荷系统：工作温度：－40～55
C。储存温度：－40～65
C。②
m以上的无人机任何载荷系统：工作温度：－55～65
C。储存温度：－55～85
C。按照GJB
150.3A、GJB150.4A和GJB150.5A的规定分别制定无人机任何载荷系统的高温、低温和温度冲击要求。任务1“六性”要求（2）湿热无人机任何载荷系统应能在规定的湿热条件下正常工作，并按照GJB
150.9A第4章和第7章的规定进行无人机任何载荷系统的耐湿热试验。一般测试条件规定如下：温度：
30
～
60
C
；湿度：
95%±5%
（
温度下降时可降至85%）。任务1“六性”要求任务1“六性”要求（3）振动无人机任务载荷系统应按照GJB
150.16A第4章和第7章的规定进行耐振动试验。振动环境要求的选择遵循以下要求：①
对于无人机任何载荷系统搭载平台为螺旋桨发动机驱动的无人机：无人机任何载荷系统应能承受频率范围为15～500
Hz、功率谱密度值按相应图表确定的随机振动。③
对于无人机任何载荷系统搭载平台为无人直升机的：无人机任何载荷系统应能承受频率范围为5～500
Hz
、功率谱密度值按相应图表确定的随机振动。②
对于无人机任何载荷系统搭载平台为喷气发动机驱动的无人机：无人机任何载荷系统应能承受频率范围为15～2
Hz、功率谱密度值按相应图表确定的随机振动。任务1“六性”要求（4）冲击无人机任务载荷系统应具备耐冲击能力，在规定的冲击环境条件下，应能保持性能和结构的完好性，并按照GJB
150.18A第4章和第7章的规定进行耐冲击试验。冲击环境要求的选择遵循以下几点：①对于采用伞降回收方式的无人机，无人机任②
Hz的滤波合产品规范的规定。当用一个0.2～250Hz的器测量时，加速度值的容差极限值为10%。滤波器测量时，加速度值的容差极限值为10%。任务1“六性”要求（5）加速度无人机任务载荷系统应具备抗加速度能力，在规定的加速度环境条件下，应能保持性能和结构的完好性，并按照GJB
150.15A第4章和第7章的规定进行抗加速度试验。（6）盐雾无人机任何载荷系统在工作和不工作状态下应能暴露在海洋盐雾大气条件下不锈蚀，并按照GJB
150.11A第4章和第7章的规定对无人机任何载荷系统耐盐雾测试。（7）霉菌无人机任何载荷系统应能暴露在热带气候霉菌生长条件下（不应对整个设备进行喷涂处理）不生霉菌，并按照GJB
150.8A第4章和第7章的规定制定无人机任何载荷系统淋雨要求。（10）跌落无人机任务载荷系统应具备抗跌落的能力，并按照GJB
150.18A第4章和第7章的试验——运输跌落试验进行抗跌落试验。跌落试验适用于装在包装箱中的无人机任何载荷系统在交通工具运输时所遇到的正常运输装卸的跌落冲击。任务1“六性”要求（11）运输无人机任何载荷系统若采取公路运输方式进行试验，试验距离不得小于500
km，路面及运输速度一般要求如下：①
良好公路5%，车速约60
km/h②
山区公路和凹凸不平公路75%，车速约35
km/h③
越野路面20%，车速10～20
km/h④
可见光相机项目1项目2项目3
光谱相机
激光雷达项目1可见光相机人类眼睛能感知的光波被称为可见光，所以可见光相机是普遍应用的遥感设备。可见光相机工作在波长为0.4～0.7
m的光波谱段，能把人眼可以看见的景物真实地再现出来。优点：直观、清晰、易于判读不足：只能白天工作，受云、雨、雾等气象条件的影响很大任务1
可见光相机介绍任务2
可见光相机分类无人机常用的可见光相机主要有两类：单反相机和专业航摄仪。1.单反相机单反指单镜头反光，即SLR（SingleLens
Reflex），也就是单镜头反光取景的意思，取景和成像都使用同一个镜头。单反相机取景时，光线通过反光板、五棱镜或者五面镜反射到光学取景器，如图所示。这时，从取景器中就能看到被拍摄区域的视图。单反相机2.专业航摄仪专业航摄仪与普通单反相机相比，具有更高的图像稳定性、数据传输能力和抗干扰能力，往往带有惯性测量单元、相机控制部件、电源管理系统、温控系统、存储器、成像处理器及数据接口、座驾等部件，如图所示。专业航摄仪任务2
可见光相机分类专业航摄仪中根据航摄角度又可分为垂直摄影相机和倾斜摄影相机。垂直摄影相机既可以是单镜头，也可以是多镜头，如图所示为多镜头相机。倾斜摄影相机可以是单镜头，但以多镜头居多，实际上多镜头倾斜摄影相机中常带有垂直摄影镜头。多镜头相机任务2
可见光相机分类任务3
可见光相机组成UV滤镜光学镜头可见光相机由光学玻璃加镀膜组成，是具备截止某个或几个波段的功能镜片由多组光学镜片组成，可以根据使用者需求进行焦距调节，使得相机在不同距离条件下得到清晰的图像。其中，镜片分球面和非球面，非球面镜片较球面镜片畸变更小，但加工难度更大，成本更高。包含光学传感器、快门结构、图像处理器和电池等。指相机的集成硬件，含图像传感器、图像信号处理器、拍照快门和电池，可以实现拍照、照片预览、照片存储等功能。相机机身存储设备所谓画幅，是指数字相机的传感器大小。胶片相机成像是通过胶片来实现的，而对于数字相机，则是通过感光元件来成像的，如图所示。胶片和感光元件任务4
可见光相机功能与性能指标正如胶卷有很多种尺寸一样，数码时代的不同画幅指的是大小各异的传感器，如图所示。不同画幅传感器任务4
可见光相机功能与性能指标目前，使用感光胶片记录影像信息的相机已经很少使用了，而可见光相机使用得越来越多，可见光相机一般都是指数字相机。数字相机拍摄物体的大致过程：物体反射（或照射）的光线经过镜头到达图像传感器，图像传感器把光信号转换为电信号，然后模数转换器件把电荷信号转换成数字信号，数字信号经过放大电路进入微处理器，数字信号经过ISP（Image
Signal
Processing）运算处理之后传输到存储器中被存储为图像，如图所示。任务5
可见光相机的工作原理任务5
可见光相机的工作原理相机主要部件：镜头、图像传感器、图像信号处理器1.镜头镜头是相机的成像部分，影像的质量主要取决于镜头的光学质量。镜头由多片球面或非球面光学玻璃透镜组成，镜头的焦距通过调焦环的方式来改变，使得影像清晰。任务5
可见光相机的工作原理2.图像传感器图像传感器是相机的主要组件之一，对成像质量影响很大。传感器将从镜头上传导过来的光线转换为电信号，再通过内内部的DA转换为数字信号。由于传感器的每个pixel只能感光R光、B光或者G光，如图所示，因此此时存储的每个像素是单色的，我们称之为RAWDATA。要想将每个像素的RAW
DATA还原成三基色，就需要信号处理器ISP来处理。传感器示意图图像传感器CCD（charge-coupleddevice，电荷耦合器件）CMOS（complementarymeta-oxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体）CCD传感器成像质量好，图像明锐通透、细节丰富、色彩还原度好，但是成本较高，耗电功率高。CMOS传感器成像质量稍差，但耗电功率较低，成本也比CCD低。当今相机中主要还是采用CMOS传感器。CMOS传感器中集成了模数转换器，CCD传感器没有集成模数转换器。任务5
可见光相机的工作原理3.
图像信号处理器图像信号处理器（
Image
SignalProcessing，ISP）
的作用就是对图像传感器传输过来的信号进行运算处理，最终得出经过线性纠正、噪点去除、坏点修补、颜色插值、白平衡校正、曝光校正等处理后的结果。ISP能够在很大程度上决定相机最终的成像质量。任务5
可见光相机的工作原理CCD线阵传感器线阵传感器以线扫描方式，依赖遥感平台的运动而构成影像CCD面阵传感器面阵传感器是在某一时刻一次成像，具有面中心投影的特性。数字成像的两种方案：可见光相机通过获取地面或空中目标的图像信息，可形成高分辨率的可见光影像。可见光相机在航空摄影方面，能提供基础影像资料，用于测绘、地质、水文、矿藏、森林等自然资源勘测，在农业产量预估、大型厂矿和城镇规划、路线勘测和环境监测等领域也有着广泛的应用。下面以航空摄影测量作业流程为例，使读者了解可见光相机的应用。任务6
可见光相机在航测中的应用任务6
可见光相机在航测中的应用1.
可见光相机航空摄影测量的作业流程基本作业流程：根据收集到的基础资料拟定低空摄影测量技术路线，采用无人机搭载可见光相机实施航拍，获取测区高分辨率数码影像，完成测区基础控制点测量和像片控制点的布设及测量。具体流程如图所示。数字低空摄影测量工作流程任务6
可见光相机在航测中的应用2.
有效荷载：可装载的相机类型。往往要根据项目要求确定相机类型，根据相机类型和成果要求确定合适的无人机。③
可见光相机在航测中的应用（2）相机选择选择合适的相机。一般根据成果要求进行选择。常用的有：正射相机、倾斜摄影相机。相机主要考虑以下几个关键参数：焦距、像元尺寸、像幅大小、镜头质量。倾斜摄影相机和正射相机在航飞方案设计上类似，只是在数据获取上有所区别，倾斜摄影往往采用多镜头，可获取更多镜头的影像数据。任务6
可见光相机在航测中的应用③
航摄分区设计分区内的地形高差不应该大于1/6航高。④
重叠度设计无人机航空摄影测量的重叠度一般较高，通常采用航向重叠度大于75%，旁向重叠度大于60%。a式中：H——摄影航高，m；f——镜头焦距，mm；GSD——地面分辨率，m；a——像元尺寸，mm。（3）航飞方案设计①
确定摄区工作范围②
航高设计要充分顾及地形起伏、飞行安全和影像的有效分辨率。在地形起伏比较大的测区，为了保证成图分辨率，一般考虑对测区进行分区飞行。航摄航高按以下公式计算：H
f
GSD任务6
可见光相机在航测中的应用（4）航飞准备①
场地踏勘：对航摄区域进行现场考察，观察区域内的地形情况以及选取无人机起降场地。②收集资料：收集航摄区域的控制点、航摄范围图、卫星影像图、气象资料等。③航线规划：根据确定的航高、重叠度来规划无人机的飞行任务航线，如图所示。航摄区域航线布设图3.
航摄实施任务6
可见光相机在航测中的应用（1）天气选择：应在天气晴朗、能见度较高的条件下进行飞行，尽量避免在风力较大（≥3级）的天气飞行。进入测区执行航摄任务时也应选择光线良好的时段。（2）设备调试：进入测区后，组装无人机和相机，并进行调试检查，确保系统工作正常，为正式作业做好准备工作。（3）航空摄影测量作业：将设计好的航线上传到无人机，可根据现场具体情况进行必要调整，确保无误后，按照正确的操作流程完成航测飞行任务。（4）摄影后的数据下载：每个分区摄影结束后，应及时将获取的数据下载到移动硬盘上，并妥善保管。1.航测二维成图案例——1∶500
可见光相机应用与案例3）1∶500无人机航测法高精度成图试验（1）试验流程及飞行区域选择本试验过程包括飞行区域选择、航摄设计及相机检校、航摄作业、事后差分解算、空中三角测量、检查点立体量测、检查点野外量测、精度评定等步骤，具体试验流程如图所示。选择的试验区域面积约3
km2，整体地形为丘陵，高差约80
m。区域内有居民地、厂房、道路、平整地块、水系、植被等地物，对于本次试验具有典型的代表意义。任务7
600
s时，可以保证像点位移在1/3像素以内，是本试验较为理想的飞行平台。任务7
可见光相机应用与案例任务7
可见光相机应用与案例规划航线②
相机选择及参数标定相机选用3600万像素全画幅SonyILCE-7R机身，像元尺寸4.88
m，搭配成像质量较好的蔡司35mm定焦镜头，相机的内方位元素和畸变参数经精确标定。③
航线规划设计地面分辨率为0.04
m，航向重叠度70%，旁向重叠度60%，构架航线垂直于主航线，位于测区内离主航线两端头4条基线长度的位置，航高比主航线高50m。规划航线如图所示，东西方向为主航线，南北方向为构架航线。（3）无人机航摄作业选择合适天气，测定基站GPS坐标，完成无人机航摄作业，完整下载航摄像片数据、基站GPS数据、移动站GPS数据，并检查数据完整性及可用性。（4）事后差分解算及空中三角测量①
事后差分解算：利用事后差分解算软件对基站坐标数据、基站GPS数据、移动站GPS数据、机载POS数据进行联合解算，得出精确的影像POS数据，平面坐标系为CGCS
2000，高程系为椭球高。②
空中三角测量：选择GodWork软件作为空中三角测量工具。这个过程只需要少量的人工干预。任务7
可见光相机应用与案例③
精度对比以检查点野外量测为基准，立体量测相对野外量测的平面位置中误差、高程中误差分别按下面的公式计算。（5）精度检测①
检查点立体量测将空三结果导入全数字摄影测量系统，在立体空间上量测检查点三维坐标。②
检查点野外量测采用天宝RTK到野外实地测量检查点三维坐标。式中m1——检查点中误差，m；Δ——检查点野外实测值与立体观测值的误差，m；n——
参与评定精度的检查点数（每幅图20～50个）。nm1
(
i
i)
/
ni
1任务7
可见光相机应用与案例检查检查点数量平面位置高程小于2倍中误差数量小于1倍图幅数中误差/m最大误差/m中误差/m最大误差/m中误差数量2660.0710.1580.0690.1291056随机抽出两幅图进行精度检测。每幅图检查点个数为33个，总计66个，并均匀分布。检查点统计计算结果见表1。平面位置中误差为0.071
m，最大误差为0.158
m；高程中误差为0.069
m，最大误差为0.129
m。小于2倍中误差的检查点有10个，小于1倍中误差的检查点有56个。表1表2、表3分别为《数字航空摄影测量空中三角测量规范》（GB/T23236—2009）、《1∶5001∶1
0001∶2
000外业数字测图技术规程》（GB/T
14912—2005）关于1：500比例尺的精度要求。对比表1、表2、表3，试验实现了1∶500无人机航测法高精度成图的试验目标。任务7
可见光相机应用与案例5）总结在当前差分GPS技术、无人机技术、相机技术不断进步的过程中，通过科学的优化技术路线，1∶500无人机航测法高精度成图试验成功并在实际工程中得到应用，实现了业内追求多年的夙愿，顺利实现1∶500地形图测绘工期缩短、成本降低的目标。虽然因植被覆盖无法看见的地物测量、房檐改正等工作，仍需要野外实地测量，
航测法成图不能完全代替野外作业，
但这并不能影响1∶500无人机航测法高精度成图在实际工程应用中的重要现实意义。任务7
可见光相机应用与案例2.三维城市建模案例1）项目的主要任务城市倾斜摄影及三维精细建模。项目区域如图所示。项目区域图2）航摄方案设计（1）技术指标要求：①测绘基准。平面坐标系统：采用2000国家大地坐标系（CGCS
2000），高斯-克吕格投影，3
分带。②
数据格式：三维模型成果数据分为OBJ和OSGB两种格式。（2）影像指标要求：倾斜摄影地面分辨率基于基准面，城区优于0.02m；城区以外优于0.05m。（3）天气分析：天气情况直接决定了航空摄影测量的进度，而影响天气变化的因素有很多。测区属暖温带半湿润半干旱季风气候，四季分明，光照充足，雨量适宜。（4）空域分析：测区及周边无禁飞区域。任务7
可见光相机应用与案例（5）设计方案①
飞行平台：采用CW-15垂直起降固定翼无人机、M300RTK多旋翼无人机搭配，兼顾固定翼无人机的飞行效率和多旋翼无人机的精细作业，如图所示。垂直起降固定翼无人机多旋翼无人机任务7
可见光相机应用与案例②
相机：本项目主要采用倾斜摄影相机CA503R，如图所示。倾斜摄影相机③
作业流程如图“作业流程”所示。作业流程任务7
可见光相机应用与案例④
航高确定数字航空摄影的地面分辨率取决于飞行高度，如图所示。ah
GSDGSa式中h
——飞行高度；f
——
镜头焦距（8mm）；A
像元尺寸（1.4
m）；GSD——
地面分辨率。按照公式求得地面分辨率0.02m相对航高为155.1m，0.05m相对航高分别为387.6m。为了更好地满足地面分辨率的要求，我们选择平均面上的地面分辨率0.017m相对航高为155.1m，0.04m相对航高分别为346m。任务7
可见光相机应用与案例⑤
可见光相机应用与案例地形类别太阳高度角阴影倍数平地>20
<3丘陵地和一般城镇>25
<2.1山地和大、中城市≥40
≤1.2高差特大的陡峭山区和高层建筑物密集的大城市限在当地正午前后各一小时进行摄影<1⑥
可见光相机应用与案例4）三维模型生产本项目三维建模生产采用自动建模软件系统，该系统是基于图形运算单元GPU的快速自动三维场景运算软件，整个过程无须人工干预，从简单连续影像中生成最逼真的实景三维场景模型。运用倾斜摄影技术获取的影像数据，通过合理布设地面像片控制点，然后将影像数据、地面像片控制点数据导入自动建模软件系统进行批处理。人工只需参与对质量控制和三维模型编辑修饰工作。具体流程如图所示。三维建模生产流程图任务7
光谱相机介绍成像光谱仪是成像光谱技术发展的产物，是可以同时获取影像信息与像元的光谱信息的光学传感器，是成像光谱技术得以实现的实物载体。根据成像光谱仪的光谱分辨率不同，
光谱相机可以分为多光谱成像仪（
M
u
l
t
s
p
e
c
r
a
lImager，MSI）和高光谱成像仪（HyperspectralImager，HSI）。任务1
光谱相机介绍多光谱成像仪所获取的目标地物波段数量为3～12个，光谱分辨率在40
nm左右，主要用于地物分类及半定量遥感。高光谱成像仪所获取的目标地物波段数量为100～200个，光谱分辨率在10
nm左右，被广泛应用于遥感领域中。不同种类的成像光谱数据任务2
光谱相机分类快照式多光谱相机是一种技术先进、轻便小巧、可搭载在无人机上的多光谱成像设备，专门为低空遥感提供精确的多波段光谱数据。相机拥有5个独立的成像器，分别配上特制的滤光片，能让每个成像器接收到精确波长范围的光谱信息。某型快照式多光谱相机任务3
多光谱相机光谱相机在相对行高为120m条件下能够获取8cm分辨率的原始影像，相机内全局快门可消除图像失真，DLS光照传感器和GPS集成为DLS2代，提高了集成度和辐射测量精度具体参数。测量精度具体参数如表所示。某型快照式多光谱相机技术参数表任务3
多光谱相机波段序号波段名称中心波长/nm波段宽度/nm1蓝Blue475202绿Green560203红Red668104近红外NIR840405红边Red