无人飞艇遥感系统操作手册.doc

《无人飞艇低空遥感系统》操 作 手 册山东科技大学测绘科学与工程学院二○○六年四月1前 言无人飞艇低空遥感系统由无人飞艇遥感平台、遥感设备及其控制系统、数据处理系统组成，具有实时对地观测、调查监测能力，系统具有程控、遥控控制模式，有较好的可靠性、控制精度和成像效率，达到实用化、工程化的目标通过航空、自动化控制、微电子、传感器、通讯以及“3S”等技术的集成应用，系统具有机动快速、经济便捷的技术特点，可以为遥感应用部门自主拥有和应用可广泛用于土地利用动态监测、矿产资源勘探、地质环境与灾害勘查、海洋资源与环境监测、地形图更新、林业草场监测以及农业、水利、电力、交通、公安、军事等领域2目 录第一章 《无人飞行器遥感系统》操作基本守则 ………………………… 3§1-1 安全第一 ……………………………………………………………… 3§1-2 充足的思想和技术准备 ……………………………………………… 3§1-3 分工负责、相互督促检查 …………………………………………… 3§1-4 其它需注意的几个问题 ……………………………………………… 3第二章 无人飞艇遥感飞行简明操作流程 ………………………………… 4§2-1 技术准备和设计阶段的工作流程 …………………………………… 4§2-2 系统组装和飞行准备阶段工作 ……………………………………… 5§2-3 起飞前工作流程 ……………………………………………………… 6§2-4 降落前工作流程 ……………………………………………………… 7§2-5 降落后工作流程 ……………………………………………………… 7§2-6 再次起飞前的工作流程 ……………………………………………… 7第三章 无人飞艇遥感系统组成说明 ……………………………………… 8 §3-1 无人飞艇系统 ………………………………………………………… 8§3-2 任务设备及其控制系统 ……………………………………………… 16§3-3 遥感数据处理系统 …………………………………………………… 20第四章 系统应用技术操作指南 ……………………………………………… 27§4-1 空域申请和技术准备 ………………………………………………… 28§4-2 航摄飞行作业 ………………………………………………………… 30 §4-3 航摄成果整理与提交 ………………………………………………… 33第五章 正射影像图制作过程 ……………………………………………… 383第一章 《无人飞艇遥感系统》操作基本守则§1-1 安全第一一、 航空飞行器的操作必须遵守安全第一的原则，严格按照操作规程工作，不能随意，不能凭经验和习惯办事。

二、 起飞前的检查必须充分、到位，严禁带故障或准备不充分的情况下起飞三、 “以人为本” ，在危险时宁毁设备不能伤人，尤其在降落阶段§1-2 充足的思想和技术准备一、 各阶段的准备工作都要做到百分百的努力，从中选择最佳、最安全的方案，不能怕苦怕累二、 注重日常的维护、检查工作，不能怕反复、不能怕麻烦，平时工作细致，飞行阶段才能够轻松、安全三、 必须做好各种应对风险和可能出现的故障的思想和技术准备§1-3 分工负责、相互督促检查一、 现场负责人要调派好人力物力，小组成员要分工明确，准备工作既准确又要快速二、 小组成员之间要根据操作流程相互检查对方的工作，并及时提醒，尤其是起飞前的检查工作，小组长要严格按照操作流程提示地勤人员和飞行手，任何人不得嫌烦琐三、 小组成员对其他人员的工作有建议权，对他人提出的任何细微的改进意见必须听从并改进严禁形成影响技术进步的惯性思维和作风§1-4 其它需注意的几个问题一、 在城市里进行航摄飞行时应尽量避开大型活动和高级领导视察的时间二、 连续飞行 15 个小时（或 4-5 个飞行日） ，必须做一次全面的地勤维护三、 迫降时必须避开高压线、交通主干道、人员密集区。

4第二章 无人飞艇遥感飞行简明操作流程§2-1 技术准备和设计阶段的工作流程一、 现场踏勘1、 要沿测区边缘和测区内进行现场踏勘，原则上项目组所有人员都要参加，此项工作在开始飞行后仍可继续进行，直至熟悉测区的地形地貌，尤其是遥控手对于地形复杂、人员不容易达到的测区，可通过已有地形图熟悉测区地形2、 在反复寻找和比较后，确定最佳的起降场地、备降场地、遥控点和飞行器存放地点，预先制定应急迫降方案，必要时在测区外围寻找3、 通视条件较差地区，飞行手要徒步行走观察和确定遥控点，并确定遥控点之间快速移动的路线4、 踏勘现场同时，打开测频仪监测有无干扰信号5、 了解附近机场到测区的距离和机场跑道的方向，掌握机场飞行的规律6、 注意观察测区内大多数房屋的座向、主要街道和河流的走向二、 技术设计1、 搜集测区地图并扫描成电子版2、 裁切，输入角坐标，地图定位3、 设计航线原则上南北、东西向，特殊地区采用斜线，主要根据大多数房屋的朝向设计三、 系统检测系统经过长途运输后必须重新检测，对于有摔、碰的设备尤其要重点检测1、 检查各个设备有无损坏2、 遥控拉距离测试3、 图像传输拉距离测试4、 遥测信号拉距离测试。

55、 系统间干扰测试§2-2 系统组装和飞行准备阶段工作一、 飞艇检查1、 现场观察艇囊是否有划伤，是否有泄露现象2、 大仓各部份是否有损伤、开裂现象3、 发动机支架是否有裂痕，各部分螺丝是否松动4、 电缆和各接头是否有松动和锈迹5、 舵面是否有损伤，舵面连接线是否牢靠，松紧是否合适二、 相机检查1、 存储卡是否清空？2、 是否手动位置？3、 ISO 设置是否正确？参考值 400-5004、 快门优先？快门速度？5、 镜头是否洁净？6、 电池是否充满？7、 日期、时间设置是否正确？8、 影像品质设置？影象尺寸？9、 白平衡？参考值“自动“10、 对焦点是否中心位置？11、 是否全视场测光？12、 曝光补偿应为“无” 在不明确以上设置是否正确时，拨盘放在自动档位置对远处目标试拍，记下快门速度等值每次设置完成后，必须手持相机对准远处目标试拍数张，查看影像质量，然后再安装三、 任务仓检查1、 仓是否有损坏2、 电缆和接头检查63、 电机部分检查§2-3 起飞前工作流程1 油量检查 根据飞行时间和载荷能力决定是否补充或放掉部分燃油2 电池检查 相机、接收机、图像、控制盒、遥控器等电量是否充足3 飞艇浮力检查 在某地第一次飞行（或同一地点气温变化比较明显）时，要用体重计称（注：450 发动机的参考值 8～13 公斤）4 艇囊压力检查 从艇库抬出后，要在露天放 20 分钟以上，根据当天气温变化决定是否充、放气5 相机遥控器打开 相机遥控器要先于平台控制盒电源打开6 相机及 UV 镜检查 测试相机是否工作正常，UV 镜是否干净7 平台检查 打开控制盒电源，测试平台转动和相机角度是否正常8 图像检查 图像发射和接收是否正常9 GPS 检查 数据发射和接收是否正常10 启动发动机 遥控器打开，启动发动机，着车时间不少于 5 分钟 11 主遥控器测试 测试油门和舵面的响应、观察油管中有无气泡12 副遥控器测试 主遥控器关闭，副遥控器测试油门和舵面的响应13 清理现场、起飞 飞艇前不得有人，注意瞬间的风向变化、脚下障碍物14 飞行状态测试 本场上空遥控观察飞艇的爬升、转弯、下降的性能15 本场接力测试 主飞行手关闭发射机、副飞行手打开发射机测试飞艇的控制状态，正常后，关闭发射机，将艇交给主飞行手16 相机遥控停车开关拨到飞行状态 飞艇达到安全飞行高度后，相机遥控器的停车开关拨到飞行状态17 本场试拍 摄影员试拍两张，同时观察图像和相机工作是否正常18 起飞时间记录 飞行手和摄影员同时记下起飞时间19 对讲机检查 人员分开，测试对讲机，带好对讲机和遥控器备用电池720 出 航 主飞行手将飞艇带往测区§2-4 降落前工作流程1 场地和风向观察 观察场地四周情况，注意高空风和地面风向是否一致2 相机遥控停车开关拨到起降状态 飞艇降落状态时，相机遥控停车开关拨到起降状态3 准备接艇、降落 做好接艇准备，不要接大小吊仓，远离发动机；注意飞艇下降的速度和惯性，注意接艇人员的安全§2-5 降落后工作流程1 关闭艇上电源 关闭大小仓的接收机、图像和平台控制电源开关2 关闭相机遥控器 在平台控制电源关闭之前关闭相机遥控器3 取相机存贮卡 先关闭相机电源，取出存储卡，数据读入硬盘4 油 量 检 查 检查油量消耗，对耗油量做到心中有数5 填写飞行报表 包括起飞、降落时间；飞行区域；系统工作情况等§2-6 再次起飞前的工作流程1 加 燃 油 飞艇油箱加满油2 艇上电池更换 每个架次都需更换接收机、图像、平台、飞控系统电池3 相机电池更换 每个架次都需更换4 艇囊压力检查 根据艇囊内压力决定是否充、放气5 清空相机存储卡 在相机上清空存储卡6 相机设置更改 根据光照变化情况，调整相机的 ISO、曝光速度等87 飞 艇 检 查 检查舵面连接、发动机架、电缆接头连接是否牢靠第三章 无人飞艇低空遥感系统组成无人飞艇低空遥感系统主要由无人飞艇系统、任务设备及其控制系统、遥感数据处理系统等部分组成。

§3-1 无人飞艇系统无人飞艇系统主要包括无人飞艇平台、飞行控制与导航系统、无线电遥测遥控系统三个主要组成部分其技术指标根据遥感任务载荷和遥感任务进行设计，本项目使用的无人飞艇系统的技术指标范围为： 长度 12～20 米飞行控制与导航系统无人飞艇平台无线电遥测遥控系统遥感传感器稳定平台传感器控制系统相机参数检校遥感影像处理遥感数据的检查整理无 人 飞 艇 遥 感 系 统无人飞艇系统任务设备及其控制系统遥感数据处理系统图 2-1 无人飞艇低空遥感系统组成9 直径 2～4 米 飞行高度 50～2000 米 飞行速度 0～70 公里/小时 任务载荷 5～50 公斤 续航时间 3～5 小时 控制半径 5～20 公里一、无人飞艇平台1、无人飞艇平台结构无人飞艇平台由艇囊、动力装置、方向舵、升降舵等组成艇囊为椭圆形状，有内外两层囊组成：内囊用气密性良好 PVC 材料加工，以防止气体外泄；外囊用抗拉伸性良好的伞绸布加工，以保证充满氦气后艇囊的椭圆形状和艇囊内部的压力动力装置集成安装在艇囊下方的动力仓上，动力仓的两侧安装有两台发动机提供飞行动力，油箱、倾转轴、电机、电源等安装在动力仓内，发动机上的螺旋桨用玻璃钢制作的防护罩（涵道）保护。

方向舵和升降舵用轻木材料加工，采用框架结构以保证强度，安装在飞艇尾部，用于控制飞艇的飞行方向和高度在动力仓前面设置独立的任务仓，用于安装遥感设备为实现无遮挡垂直或倾斜摄影并保证摄影质量，避免发动机振动和油烟对遥感设备的影响 (如图 2-2)方向舵升降舵 动力仓装置 任务设备舱及飞行控制系统艇 囊10图 2-2 无人飞艇平台2、飞艇的载重量飞艇艇囊内部充满非常安全的不燃烧、不爆炸、比重小于空气的的气体——氦气，在氦气产生的浮力和动力装置的共同作用下使飞艇升空和飞行，艇囊的容积和发动机的马力根据飞艇系统和任务载荷系统的重量进行设计和配置3、发动机本飞艇系统采用两台 62cc 以上的进口航空发动机，全功率下的推进力为 20 公斤，使用寿命在 200 个小时左右4、飞行速度飞艇在无风情况下的巡航速度为 30 公里/小时，根据风力大小和风向的的不同，飞艇的飞行时速在 10—70 公里之间，必要时飞艇可空中悬停航空摄影是在空中运动条件下对地摄影，要连续地获得清晰的像片需要一定的飞行速度为保证在相机曝光的瞬间遥感平台移动所产生的像点位移不造成影像的模糊，飞行速度应限制在一定范围内飞艇由于其能够低速飞行的特性，可以拍摄高清晰度的航片。