关于无人机遥感测量GNSS技术的研究

关于无人机遥感测量 GNSS技术的研究

吴善发

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摘要：我国大到国土资源规划，小到日常巡检维修，都离不开无人机遥感测量技术的应用，该技术凭借较少投资及较高应用成效，博得用户青睐，能有效提升各项作业效率，增强产业发展速率。本文结合实际发展历程，探究GNSS技术的现实应用特征，并对应用类型加以分析，以期探索该项技术未来发展趋势。

关键词：无人机遥感测量；灾害应急；GNSS技术

引言：我国对信息测绘工作有着较高需求，当各项产业有序开展时，应对遥感测量技术进行充分优化，以便提高产业精准化运作效率，增强测绘信息的准确率。使用无人机设备搭载测量软件，该项技术可应用在较多场景下，满足新时期使用要求，维护社会稳步发展。未来我国若要达成较高信息化遥感测量水平，应将GNSS技术的现有应用弊端加以改善，以便完整发挥该技术所具备的潜在价值，提升应用效果。

1 GNSS技术发展概述

传统测量手段多以人工+设备+技术的开展模式进行，因此测量效率及精度不能被妥善保证，现有GNSS技术结合了各项技术优势，整合操作无人机设备，获取到实时、真实的航空摄影数据，并能高质量输送，为遥感测量作业提供精准度一流的工作底图。可以说技术创新的革命下，为现阶段遥感测量产业提供更多应用上的便捷之处，并且较少投资与简便操作方式，可大幅提升GNSS技术的应用范围，能帮助无人机定位测量作业高效完成既定目标。GNSS技术可与空中三角测量模式进行协作，科学降低野外像控点，便可在既定时间内完成对更多区域的测量工作，减少单次作业成本，为测量产业提供应用上的较高必要性，促使该项技术被更广泛推广，缩短产业运营周期，为社会安定运行提供基础支持。

2 GNSS技术应用特征

2.1应用优势

第一，精度高。GNSS技术所用设备搭载了创新应用形式下的遥感测量系统，可在持续作业过程中以较低整机做功消耗完成高精度采集、输送流程。无人机进行遥感测量时，可借由轻量化设计，减少飞行载重量，并在设备内部加设了多介质下的存储模块，确保数据稳定传输。对精度保障最重要的是设计应用板块是无人机搭载相机其应用性能，GNSS技术所使用的相机可达成实时ns级别下的时间精度把控过程，因此在曝光信号时，可更优质保护相机的曝光数据，并将各类采集到的地理信息属性进行实时传输，增强信息精度^[1]。

第二，范围广。GNSS技术不仅作业范围较广阔，其范围内的应用效率也较高，这与无人机设备及航空相机的整体性能有关。比如接收机设备其电压输入阶段可支持宽电压因素，所以在无人机搭载各类设备时能较好控制供电电压问题，有利飞行续航时间的提升。另外，GNSS技术所采用的OEM板卡设备能对多频点卫星信号进行有效追踪，并可精准获取采集到的地理信息，增大了观测数据的范围，帮助后续处理软件流程能获取到更为优质的原始数据，以此提高GNSS技术面对大范围作业时的应用有效性。

第三，可在恶劣环境使用。GNSS技术借助KGO差分算法提供了对动静模式差的精准解算方式，并可对单点定位起到良好计算支持，因此不论外界测量环境是否良好，GNSS技术皆可完成较高效率遥感测量工作。有数据显示，该技术可将地面像控点的数量减少至原有需求量的20%以下，所以多数恶劣环境并不会对GNSS技术应用起到较大不利影响。该技术从采集、接收、解算等流程的逐步操作下，可较好完成技术一体化模式的创新变革，在提升测量效率的同时，实现对等强干扰、多障碍、隐蔽性强等恶劣环境条件的工作适应。

2.2应用弊端

GNSS技术主要会面临的技术弊端来自无人机设备的运行效果，若无人机运行失当，则遥感测量便不能较顺利完成既定测量工作。当无人机飞行至较高位置，此时以高速模式前进，将较大概率遭受高压气流等问题影响，直接有损飞行稳定程度，由此将导致遥感测量工作失去较优质控制，进而相机采集到的数据照片精准度有待讨论，增大实际测量解算工作量。

3 技术应用类型分析

3.1灾害应急

我国南方地区在2020年遭受洪涝灾害侵袭，期间使用GNSS技术，为政府抢险部门提供高清影像支持，帮助灾区更优质抵御不利影响。其实我国每年发生的各起灾害数量不在少数，严重时将会影响交通、经济发展，而灾害应急措施又需要在较恶劣情况下开展，所以高精度、实时的影像数据对应急救援起到较好帮助。借助GNSS技术，在各类灾区进行飞行采集作业，能通过设备差分定位系统及时采集各类地理数据，并由快拼软件整合高清资料，帮助救援指挥工作获得第一手现场情况，促进应急决策更为科学有效地执行，保证社会稳定。

3.2电力检修

电力线路网络的相关排查检修工作，是输电产业必要工作内容，但随输电等级提升，对输电线路网络进行巡查作业，逐渐显示出效率低下的不良现象，电网为维持高效率下的运行，电力检修的信息化技术接入是当务之急。使用无人机设备对电力线路进行巡检、维修，有快捷、清晰等应用特征，无人机作业方式也能将原有检修工作效率进行提升，帮助电力产业更高效、安全完成巡线作业。比如借用某品牌数码产品作为遥感测量设备，能在对较长线路的排查过程中，精准定位出故障线路位置，帮助巡线人员得到及时反馈信息，增加电力检修成效。

3.3勘察线路

我国道路建设产业有较高发展优势，高铁建设里程、速度更达到了世界一流水平，但在道桥工程建设期间，测量人员对线路的勘察过程却有较大开展困难，比如铁路线路其跨越距离非常远，且会在不同地形条件下形成穿山隧道、架空路桥等线路运行类型，仅借用传统测量方式并不能较准确、快捷得到现有线路资料，所以借用无人机航测模式，是现阶段勘查线路最主要应用形式。采用无人机影像采集中的无控制点方式，可较好采集地面线路信息，由此便可测绘成图，用于交通产业架设、规划路线工作，该项技术可符合线路勘察时对精度的要求。

3.4案例分析

如今，国内各大公司推出机载GNSS辅助无人机空中三角测量系统，以满足POS辅助空三精度不足的缺陷，大量减少像控点数量。如某机载遥感测量GNSS设备，它采用高精度GNSS OEM主板，最高可达20Hz的数据采样率，支持多个并行接收通道，可最大限度跟踪GNSS卫星信号。某地测量现场，测量人员通过使用无人机测量总面积约50km²、以丘陵地区为主的地区，无人机设备在2小时内飞行了13条航线，并拍摄了共计897张照片，可初步达成该次测量需求^[2]。本次借助无人机设备所搭载的超高精度影像无控制点测绘成图系统( P8接收机+ KGO后处理软件)，将当地测量工作较好完成，据数据显示，本次平均飞行高度达600米，获取到的原始影像数据较为丰富。经过 KGO差分解算，固定率达到98.07%，所达成的数据质量较好。

结论：综上，我国对各项地理信息进行测量工作已有较长历史，从原有GPS、GIS等初始技术衍生出的各类创新型技术，为信息化测量工作取得较大进展，可进一步提升测量效率，由此减轻社会发展负担。GNSS技术能以较高数据获取质量来完成无人机遥感测量作业，因此可在灾害应急、电力检修、勘察线路等应用类型下达成应用目标，每次测量任务都可较专业、科学地完成，对测量工作起到促进意义。

参考文献：

[1]徐勇,徐小芳,田剑.测绘工程测量中无人机遥感技术的应用[J].工程技术研究,2020,5(08):117-118.

[2]应剑萍,邵柯文.测绘工程测量中无人机遥感技术的运用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2019(06):108.