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无人机在电力线路测量应用

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1 项目概况
2016年底至2017年初,长江空间公司接到安哥拉Lauca输变电线路勘测项目,线路全长约400公里,且安哥拉Lauca地处南半球非洲大陆高原地区,当地人烟稀少,植被茂密,且分布大面积沼泽地,而且此次输变电项目线路长,国内无类似经验。如此高难度的测绘任务,对我公司无人机航摄技术能力提出了巨大的挑战。

1.1 项目精度要求
项目要求1:1000精度,成果要求DEM、DOM、DLG。根据规范中的要求,在确保成图精度的前提下,本着有利于缩短成图周期、降低成本、提高测绘综合效益的原则在表1的范围内选择,因此要求航空影像的地面分辨率(GSD)小于等于10cm,本次工程中采用GSD =6cm。
1.2设备选型
针对Lauca输变电线路项目的重点和难点,在此次项目中执行航摄任务选择了飞马无人机F200。
首先F200支持条带状航线设计以及1小时以上的有效航时,极大提高了效率,满足项目工期要求;
其次,项目属于境外作业,而且测区环境复杂,地面控制难度较大,而F200内置双频差分GPS以及无人机管家处理稀少控制点处理算法,可以极大减少控制点,降低外业成本和作业安全风险,让境外大范围条带航测作业成为可能。
2 方案设计
测区位于安哥拉中西部的北宽扎省、南宽扎省及万博省,属于平原、丘陵地区。线路总长度约为400km,宽度400米,总体南北走向,海拔由700m左右缓慢上升至1700m左右,地势相对平缓,少部分低山丘陵地带。地表植物主要是面包树、芒果树及杂草和一些灌木,其他树木较少。
2.1 飞行方案
沿约390公里输变电线路宽度0.6公里优于0.6米分辨率带状航空摄影,航摄面积约312平方公里;双航线设计,即:沿中心线两边布设航线,航向重叠80%,旁向重叠度55%。
沿390公里长度的输变电线路附近,每间隔20公里左右选择一个较大面积平坦地区做为无人机起降场地,共需选择约20多个起降场。需要在飞机起降场有安全保卫工作,防止当地村民围观带来的安全隐患。
航线设计方面,作业人员克服了许多技术和地理条件困难。由于输变电线路是带状测区,在无人机飞行航线设计时,利用飞马无人机管家灵活的条带航线设计工具,采用往返航线的飞行线路,并且在飞行架次设计时尽量把每一直线段做为一个飞行架次,在无法避免的情况下使用飞马独有的“拐弯辅助”功能,有效避免了在线路转角处无人机改变飞行方向对航摄质量的影响。
2.2 控制点布设方案
每带状区块两端头在中线、两边线附近布设三个相控点,每2.5公里距离布设三个相控点、航线拐弯处加布三个控制点。
2.3 控制点测量要求
测区采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量,每个点重复测量两次取平均值为测量成果。
2.4 起降点选择和基站架设
测区中存在战争时期遗留的地雷,测绘人员小心勘察,周密计划,在选择无人机起降场地时,尽量选择当地耕种过的田地或路面上,避开山地垭口或交通要道等地方,保质保量完成任务的同时也避免了安全事故的发生。
另外,基站架设在航摄区块半径20公里范围内,飞行前30分钟开机、飞行后30分钟后关机,1hz记录数据。
3 飞行实施
采用飞马智能航测系统F200进行航摄,使用传感器性能,具体参数如下:
项目实施过程中,恰遇安哥拉12月雨季,作业区域常有大风大雨,在恶劣的气候环境下,无人机测绘人员合理选择飞行时间,凭借娴熟精湛的技术和性能优异的设备,操控无人机贴近云层飞行;同时还时刻注意雨势与风力变化,提防天气突变。
经过三个多月的航摄,长江空间公司充分利用无人机机动灵活的优势,共航摄约2万张影像,满足处理要求,完成了安哥拉Lauca400公里的输变电线路勘测。

安徽良鑫测绘规划有限公司

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