航测无人机水利工程技术方案 (1).pdf
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1、华测高精度 GNSS 无人机航测系统在水利项目中的应用华测高精度 GNSS 无人机航测系统在水利项目中的应用上海华测导航技术有限公司中国上海上海华测导航技术有限公司中国上海目 录目 录1.公司简介.12.行业市场现状.52.1无人机用于水污染监测.52.2无人机用于洪涝灾害监测.62.3无人机用于江湖及河道监测.62.4无人机用于冰凌应急监测.62.5无人机用于堰塞湖等应急监测. 63.华测无人机方案介绍.73.1项目实施方法.73.2项目取得的成果.84.无人机产品介绍(硬件:P700E).115.软件功能介绍.176.结论.177.售后培训.177.1 总则.177.2 设备验收.177.
2、3 培训.187.4 跟踪服务.187.5 软件维护与硬件维修.197.6 附则.1911.公司简介1.公司简介华测是一家专注于国产 GNSS 研发、生产、销售于一体的高新技术产业集团。公司一直以“振兴中华,测绘天下”为己任,以“创国际领先水平”为目标。集团凭借规范的管理、精湛的技术、高质量的产品和完善的服务,致力于高精度 GNSS 产品在各领域的应用,为用户提供全球卫星定位系统及相关行业全方位、高技术的系统解决方案。我们的经营宗旨:我们的经营宗旨:采用最先进的技术生产高质量的产品提供更完善的服务我们的组成:我们的组成:汇聚业内人 800 余人,其中硕士、博士和博士后等 120 多人,专业覆盖
3、测量、GIS、电子、通信、导航、计算机、机械、工商管理、信息、外贸等诸多领域;并与国内外的知名大学、公司建立了广泛的联系与深厚的合作, 跟踪国际前沿科技, 并在此基础上推出了一系列世界一流的测绘、导航产品。生产研发中心上海销售服务中心上海销售服务机构遍布全球的直销及代理销售网络技术支持机构遍布全国的公司直属技术支持网络我们的产品:我们的产品:目前,公司主要为客户提供高精度测量型 GNSS 接收机、手持 GIS 终端、无线数传产品、水上测量产品、移动测绘产品系统集成产品和无人机航摄产品等。另外,公司自主开发的GNSS 数据处理软件、野外测量软件、车辆、船舶监控/调度软件、GIS 采集软件也深受用
4、户欢迎。销售网络:销售网络:目前华测在全国有三十个省级服务中心或代理机构,如下图所示:2企业发展历程:企业发展历程:2003 年,华测集团成立仅九个月,以自主研发的“GPS 在码头调货中的应用”荣获本年度科技进步奖;2004 年,华测推出国内最轻的单频一体化接收机 X20 和国内首台最轻的分体 RTK,在测绘行业引起轰动,标志着华测集团成为国产 GPS 的领跑者;2005 年,华测集团研发的双频一体化 RTK X90,成功与国际 GPS 技术接轨;2006 年,华测自主研发的 GPS 变形监测系统成功应用润扬大桥的监测系统,填补了国内空白。2007 年,华测在大庆油田建成大型 CORS 系统。
5、2008 年,华测被指定为“三江源头科学考察”的唯一 GPS 设备供应商;2009 年,华测研制出国内第一块具有自主知识产权的测量型 GNSS OEM 主板;2009 年,华测仪器随第 26 次南极科考队远征南极,通过了恶劣环境考验;2010 年,华测研制的国内第一款完全自主知识产权的测量型 GNSS 接收机通过权威专家鉴定;2011 年,华测 X91 通过法国 VRS 网络认证,是国产 GNSS 设备首次获得欧洲官方肯定;2012 年,上海华测打桩定位系统智能指挥龙源 1 号打桩船,定位系统水平误差打破世界纪录;2013 年,华测率先推出四星接收机,全面兼容北斗系统信号,支持三星解算,预留伽
6、利略信号通道,国产 GNSS 接收机应用范围将获得井喷式扩展。2013 年,华测推出首款低空无人机系统平台。3企业资质与荣誉:企业资质与荣誉:制造器具计量许可证计量器具型式批准证书中国全球定位系统技术应用协会会员证书国家重点新产品证书ISO9001:2000质量管理体系认证证书上海市科学技术奖证书4上海市自主创新产品认证华测产品通过欧洲CE认证5三江源科考华测成为国产GPS唯一供应商2.行业市场现状:2.行业市场现状:无人机的测绘系统有很多的优势,其中就包括实时性、低成本、响应快、灵活度高等特点。与普通的航空遥感相比,无人机有很多的优势,它可以在低空取得光学图像、地址地形图像, 这一点有着其他
7、测绘和监测方式不能取代的作用。 无人机技术也逐渐的应用到水利工程的建设之中, 无人机有利于提高水利工程的设计水平以及设计质量, 还可以促进水利工程的健康发展。水利工程在人们的生活中发挥着重要的作用,提高水利工程建设的质量,可以提高人们的生活质量。 本方案就无人机在水利工程中的应用进行了详细的探讨。 我们用事实说话:无人机用于水利监测的技术已经比较成熟,主要有水利工程监测、洪涝灾害监测、干旱缺水监测、水环境污染监测、河床河道监测、内陆湖泊及水库监测和农田灌溉监测等。2.1 无人机用于水污染监测2.1 无人机用于水污染监测2007 年 5 月、6 月江苏无锡太湖水面蓝藻大面积暴发,严重污染了无锡自
8、来水水源,对无锡人民的饮用水安全构成巨大威胁。 为了对蓝藻漫延情况进行全方位掌握, 国家气象总局使用无人机对太湖敏感地区的一定区域范围进行连续空中拍照, 为下一步如何整治太湖蓝藻取得了重要的参考资料。2010 年 8 月,位于吉林市永吉县经济开发区的新亚强生物化工有限公司和吉林众鑫集团库房被冲毁致使库中存放的原料桶和空桶, 经温德河进入松花江。 吉林环保厅在化工桶冲出的当晚连夜制定了无人机应急监测方案,在松花江哈尔滨段上游的肇源、二松口、朱顺屯6三个监测站,将手工监测和自动站监测结合,监测相关数据,使无人机遥感对治理河道安全保障、清污治理提供了有力的决策结果。2.2 无人机用于洪涝灾害监测2.
9、2 无人机用于洪涝灾害监测2012 年,我国洪涝台风灾害频发,长江和黄河上游干流分别出现 5 次和 4 次洪峰,三峡水库迎来建库以来最大洪水,6 个强台风或台风在一个月内集中登陆。我国必须进一步巩固和完善防洪保安体系, 从整体上提高抗御洪涝灾害的能力和水平, 无人机在洪涝灾害监测中起到了关键的作用。 比如在 2012 年 6 月中旬, 台湾行政部门利用无人机对灾区进行监视。据当地媒体报道, 无人机被派往因暴雨发生洪灾的地区进行灾情监测, 并且把实时情况下搜集的资料迅速传往台湾的救援队总部,从而使得有可能对险情恶化地区采取应急措施。2.3 无人机用于江湖及河道监测2.3 无人机用于江湖及河道监测
10、无人机以及搭载的遥感数据采集、 接收和处理等软硬件, 通过虚拟现实、 地理信息系统、遥感等技术手段的集成应用,可以对湖泊水库,河流河道的有关信息进行快速获取,为水利部门及环保部门提供方便、快捷、多角度的监控信息。2.4 无人机用于冰凌应急监测2.4 无人机用于冰凌应急监测国黄河流域每年都要遭受冰凌的危害, 这是由于黄河流经内蒙古河段, 在春季河流融冰时,上游溶解的冰块流动到仍然冰封的下游河段,形成冰坝,河水壅塞,抬高水位,形成凌汛。目前,我国排除凌汛的方法主要是利用空军轰炸机,用重型炸弹对黄河凌汛地段阻塞河道的冰坝进行破除。由于轰炸后的河段冰层大面积破裂,河道水流迅速加快,利用人工上冰探查炸弹
11、落点十分危险。为了及时、准确地掌握黄河内蒙古段凌情、冰坝位置和轰炸效果,采用无人机进行应急监测, 可以为排除黄河凌汛险情提供技术支持。 无人机可以迅速发现或更新凌汛险情及堤防病害的发生、发展和变化情况等优点。如在 2011 年 3 月份,无人机在三湖河口至昭君坟河段上空的一次飞行中,获取了数百张高新影像。2.5 无人机用于堰塞湖等应急监测2.5 无人机用于堰塞湖等应急监测1933 年叠溪大地震时发生了堰塞湖溃决,当时的灌县(现在的都江堰市)两岸建筑全部毁坏,死亡 5000 人左右。在 2008 年的“512”大地震,造成了众多山体滑坡、河道堵塞,形成了多个堰塞湖,如同多个定时炸弹,时刻危及人民
12、的生命安全。堰塞湖大多发生在交通困难的地区, 给人们进行监测带来了许多不便。 由于无人机具有机动快速、使用成本低、维护操作简单等技术特点,可对堰塞湖的分布状况与动态变化等情况进行监测,为救援、及时消除隐患提供了第一手的信息和科学决策依据。比如在 2008 年5 月 17 日,无人机对汶川地震后山体滑坡、崩塌等导致的堰塞湖进行了拍摄。73.华测无人机方案介绍3.华测无人机方案介绍3.1 项目实施方法:3.1 项目实施方法:在 2015 年,我公司运用 P700E 对辽宁省阜新市的水利项目做了航拍,P700E是一款因超长航时、独享专利头降技术、双冗余工业级飞控系统、军工开模构型机身、模块化载荷布局
13、、勘测级光电载荷、军工级地面站控制系统等一系列优势而得到各种领域的广泛青睐,满足客户所需要的各种要求,比如:阜新市的河道要求满足大比例尺、高精度、生成质量报告、支持多种文件格式输出等。均可以得到满足。1: 无人机作业流程图1: 无人机作业流程图首先我们要确定测区的范围, 然后制定航拍的任务; 要确定当天的天气状况,无人机航拍,气象条件的好坏是前提,出发航拍之前,要掌握当日天气情况,并观察云层厚度、光照和空气能见度;到现场后要测定现场的风速,华测 P700E无人机可抗 6 级风速,适应温度在零下 20C60C 之间;选择场地架设电台,起飞点通常事先进行考察,要求现场比较平坦,无电线,高层建筑等,
14、并提前确定好航拍架次及顺序; 现阶段大多数无人机都使用电台的方式进行无人机与地面2.确定天气状况3.勘察起降场地4.制定航拍任务5.测定现场风速6.组装飞机弹射1.确定测区范围9.填写作业日志7.架设电台8.做磁校准12.起飞航拍作业10.测试遥控器11.起飞前检查15.数据质检13.无人机监控14.飞机降落8站的数据交换,华测 P700E 的高频电台可进行长达 50 公里的超长距离监控,保证飞机安全高效运作;姿态角度调整磁偏角校准,对于距离上一次起飞地点超过200km 的起飞地点,需对飞机姿态、角度进行调整,以确保飞机准确通讯。无人机都配备电子罗盘,磁校准等设备来确保飞机在飞行过程中的自我姿
15、态控制,由于各地地磁情况不一, 华测 P700E 自带校准系统用来应对各地不同地磁情况对无人机的干扰以及安全隐患;无人机放置弹射架,安装时需检查无人机各部件是否连接紧密,弹射架供电接线是否正确连接,电力充足;手动遥控测试,将飞行模式调至手动遥控飞行状态,测试机头、机身、尾翼是否能按指令操作。手动遥控模式主要用于无人机起飞和降落时遇特殊情况时的应急处理;起飞前准备,起飞前要检查进行航拍相机与飞控系统是否连接,降落伞包处于待命状态,与风向平行、无人员车辆走动等;无人机起飞,各项准备工作完毕后,就可以起飞了。这时,操作手应持手动操作杆待命,观察现场状况,根据需要随时手动调整飞机姿态及飞行高度;飞行监
16、测,这个过程主要做三个工作:对航高、航速、飞行轨迹的监测;对发动机转速和空速、地速进行监控;随时检查照片拍摄数量;无人机降落,无人机按设定路线飞行航拍完毕后,降落在指定地点。手动遥控操作手到指定地点待命,在降落现场突发大风、人员走动等情况时及时调整降落地点;数据导出检查,降落后,对照片数据及飞机整体进行检查评估,结合贴线率和姿态角判断是否复飞,继续完成附近区域的航拍任务或转场,理论上一个起降点的飞行控制范围为 300 平方公里。3.2 项目取得的成果:3.2 项目取得的成果:针对阜新的基本信息我们可以从下面 Pix4d 生成的质量报告的总结中得到。图 2:大比例尺 1:500图 2:大比例尺
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