摘 要 文章在對國內(nèi)外無人機的研究現(xiàn)狀做了透徹分析之后，結(jié)合其在測繪領(lǐng)域中應用的實際情況，提出了了全自動化微型測繪無人機的研發(fā)，并具體介紹了該系統(tǒng)具體的研發(fā)內(nèi)容，創(chuàng)新點以及在測繪領(lǐng)域的應用價值。
　　關(guān)鍵詞 無人機；全自動化；微型；測繪
　　
　　1.概述
　　1.1 國內(nèi)外研發(fā)現(xiàn)狀
　　無人機技術(shù)含量高、使用效能好、發(fā)展前景廣闊，最初應用于軍事領(lǐng)域，伴隨高科技的發(fā)展，無人機在商用和民用領(lǐng)域的市場也十分巨大。在美國、日本、德國等發(fā)達國家無人機已逐步投入應用，主要用于環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)用、攝像等領(lǐng)域，而應用于測繪領(lǐng)域的無人機技術(shù)卻寥寥無幾。
　　我們國家基于無人機技術(shù)的研究起步較晚，始于上世紀50年代后期，到60年代中后期才投入具體研制。以西北工業(yè)大學、北京航空航天大學為代表的研發(fā)機構(gòu)所研制的無人機也僅是提供軍方應用。此外，國內(nèi)無人機因起步較晚，民用領(lǐng)域只有屈指可數(shù)的幾家機構(gòu)從事研究。
　　要擴大無人機在測繪領(lǐng)域的應用，就要做“用得起的傻瓜式裝備”。即成本低、全自動化，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動彈射起飛與降傘，操作簡便易用，從而降低對人的依賴，用戶經(jīng)過短期培訓，便具備一定的操作經(jīng)驗。為此，我們著手于全自動化微型測繪無人機的研發(fā)。
　　1.2 研究的目的與意義
　　顧及到當前多數(shù)測繪單位都處于有“測量”無“攝影”的狀態(tài)，這種航空攝影與影像測量長期分離的狀態(tài)，勢必造成成圖周期長、生產(chǎn)成本高問題。面對上述諸多問題，我們研發(fā)的全自動化微型測繪無人機在很大程度上減輕了測繪的勞動強度、降低了生產(chǎn)成本，提高了勞動效率，改善了測繪單位的生存環(huán)境。
　　該無人機集多種前沿學科、尖端技術(shù)為一體。這為制作DSM、DEM、DOM、DLG等數(shù)字產(chǎn)品奠定了堅實、經(jīng)濟、可靠的基礎(chǔ)。同時在很大程度上降低了無人機技術(shù)的成本，滿足了大眾化消費的需求，且有助于實現(xiàn)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣應用。
　　2.全自動化微型測繪無人機的研發(fā)
　　該無人機具有運行成本低、輕小便捷、起降和操作全部自動化、安全性能高、飛行條件要求低、執(zhí)行任務(wù)靈活性高等優(yōu)點，將逐漸成為航空攝影測量系統(tǒng)獲取空間數(shù)據(jù)的有力工具之一。其主要由飛行器分系統(tǒng)與地面分系統(tǒng)構(gòu)成，其系統(tǒng)的構(gòu)成貫穿了整個研發(fā)內(nèi)容的始終。
　　2.1 飛行器分系統(tǒng)的研究
　　飛行器分系統(tǒng)由飛行平臺、導航飛控、機載傳感器3個子系統(tǒng)組成。該分系統(tǒng)采用GPS導航，具有較高的導航定位精度，確保無人機安全可靠飛行，并可承載傳感器設(shè)備，進行空中實時作業(yè)。此外，無人機采用彈射起飛和傘降著陸。
　　2.1.1 飛行平臺子系統(tǒng) 飛行器采用后推式翼身融合三角翼布局平臺，動力體系后置，推進式螺旋槳。我們突破了常規(guī)布局，采用體積小、重量輕的飛翼外型。
　　以下為無人機的主要硬件參數(shù)：
　　2.1.2 導航飛控子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)主要由GPS接收機、任務(wù)管理和導航微處理機、飛行控制微處理機、氣壓高度計、各種飛行控制傳感器（主要包含空速傳感器以及X、Y、Z軸加速度傳感器----俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)速率陀螺）等構(gòu)成。用于無人機的導航、定位和自主飛行控制。
　　2.1.3 任務(wù)子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)主要用于航攝影像的獲取與存儲，主要由CCD面陣數(shù)碼相機和減震平臺等構(gòu)成。
　　2.2 地面子系統(tǒng)的研究
　　地面分系統(tǒng)對無人機具有遙控、遙測、信息傳輸、彈射發(fā)射機體的功能。
　　2.2.1 測控子系統(tǒng) 測控子系統(tǒng)由地面和機載兩大部分組成。均包括數(shù)傳電臺、天線和數(shù)傳接口等。用于地面監(jiān)控站與飛行控制系統(tǒng)以及其他機載設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和控制指令的傳輸。
　　2.2.2 地面站子系統(tǒng) 地面站子系統(tǒng)由主控計算機、地面站軟件、指揮控制臺等硬件和相關(guān)軟件組成。
　　其在無人機飛行前進行任務(wù)航路的規(guī)劃,在無人機飛行過程中顯示飛行區(qū)域的電子地圖、航跡、飛行參數(shù)、姿態(tài)及航向參數(shù)。飛行中所有飛行參數(shù)和導航數(shù)據(jù)可實時下傳并記錄。操作者可通過航跡規(guī)劃和路徑調(diào)整進行各種任務(wù)的控制執(zhí)行。地面控制系統(tǒng)的人機界面讓操作者可方便的修改航路點、目標航向并監(jiān)視飛行狀態(tài)。
　　2.2.3 發(fā)射和回收子系統(tǒng) 無人機采用彈射起飛，在發(fā)射時，將無人機放到助推架上，助推架通過橡筋的拉力，將無人機發(fā)射出去，其彈射裝置見圖2-2。無人機采用開傘降落，其到達指定高度和預設(shè)坐標點時，裝置采用高精度伺服機控制傘艙蓋開啟，依靠傘自身的重量拋出打開。
　　3.系統(tǒng)研發(fā)價值
　　3.1 創(chuàng)新點
　　該無人機在適時滿足客戶的更高需求的同時，在技術(shù)性能和成本造價上都顯現(xiàn)出較強的優(yōu)勢，并表現(xiàn)出一定的創(chuàng)新性：
　　1）飛行平臺的創(chuàng)新設(shè)計：我們采用“后推式”且體積小、重量輕的飛翼外型，并采用了外傾翼尖小翼，大大提高了飛行的自安定性。
　　2）先進的動力體系裝置：動力裝置采用后置式電力發(fā)動機，徹底消除了空中停車事故，并免去了維修工序，整個機體在執(zhí)行任務(wù)過程中安全性更高。
　　3）有效解決了如何保持飛行姿態(tài)
　　4）微型化程度大大提高：無人機飛行平臺、控制系統(tǒng)、相機全部實現(xiàn)微型化。
　　5）全自動化水平大大提高：無人機采用彈射自動起飛、程控超視距智能飛行、按預編程序自動開傘降落
　　3.2 應用價值
　　測繪無人機的具體應用價值主要體現(xiàn)在以下領(lǐng)域：
　　土地利用調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘探、海洋環(huán)境監(jiān)測、水資源開發(fā)、國家生態(tài)環(huán)境保護、精準農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、森林病蟲害防護與監(jiān)測、自然災害監(jiān)測與評估、城市規(guī)劃與市政管理、公共安全等等。
　　以下是用全自動化微型測繪無人機所獲航拍影像，依據(jù)影像數(shù)據(jù)加工處理流程，制作的部分數(shù)字產(chǎn)品：
　　4.結(jié)語
　　我們基于全自動化測繪無人機的研發(fā)，主要任務(wù)是能更大程度滿足測繪用戶需求，并總結(jié)一套面向產(chǎn)業(yè)化的完整的無人機數(shù)據(jù)獲取、處理的工作流程和生產(chǎn)規(guī)范，為該產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展鋪平道路。
　　參考文獻：
　　[1] 秦博，王蕾. 無人機發(fā)展綜述. 飛航導彈，2002（8）.
　　[2] 尹澤勇，李上福. 無人機動力裝置的現(xiàn)狀與發(fā)展. 航空發(fā)動機，2007（33）.
　　

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