鄂尔多斯无人机机载三模单频GPS直接定向案例

飞马智能航测系统F1000作业采用GPS导航定位，获取高精度DOM影像，地面分辨率达到3~30cm，可以满足国土规划、土地执法检查、地籍管理、城市/基础设施规划、交通规划、林业监测、水土保持、水工建筑监测、应急救灾等各行业应用。

这里分别对F1000在直接定向成图精度、三维建模能力这两个方面的特点进行分析，用实际案例说话，证明飞马智能航测系统F1000具备快速、准确获取直接定向高精度DOM以及提供三维建模所需基础数据的能力。

为测试飞马智能航测系统F1000直接定向方式获取的DOM精度，在北京市昌平区西峰山附近选择了一个带地面靶标的测区进行验证。测区地形属于平地，海拔最高约178m，最低约145m。

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。

表 1 地面分辨率

此次摄影获取的影像用于制作成图比例尺为1：1000的数字产品（DEM、DOM），要求航空影像的地面分辨率（GSD）小于等于10cm。

测区面积约1km²，地形属于平地，平均海拔约161m，最高约178m，最低约145m。本次飞行方案采用Sony α5100微单数码相机，设计地面分辨率5cm，相对航高256m，航向重叠80%，旁向重叠70%，共设计1架次飞行作业。

测区平均飞行高度约为405m，根据测区内最高点和最低点高程，计算可得实际获取影像的GSD为4.4cm~5.1cm，符合设计需求。

▲图 1 测区航线规划图

为适应多种测试目的，测区周边均匀布设了34个控制点，其中22个为地面靶标，其余点为地物拐角、道路交叉口等特征地面点。靶标为红白方格组成，边长为2m的正方形，如下图所示。靶标采用RTK方式进行量测，平面精度和高程精度均在1cm左右。

▲图 2 地面靶标示意图

采用飞马智能航测系统F1000进行航摄。具体参数如下：

表 2 F1000航摄参数

飞行过程监控各飞行参数均正常，巡航时速度基本稳定在60 km/h，飞行姿态平稳，三姿角度偏差< 5°。整个任务共完成304张原始影像拍摄，通过无人机管家软件智检图进行数据质检，共用时7分钟，确认全部影像合格可用。

飞马智能航测系统F1000搭载了三模单频GPS，飞行过程中卫星观测数量始终保持在20颗以上，有效避免了因个别卫星失锁或观测质量不高而影响整体定位精度的问题。且高精度卫星定位数据能大量减少后续布设地面控制点的工作，或直接应用于无控制点快速成图的场景。

▲图 3 质检报告

采用无人机管家进行空三加密处理，导入质检工程文件，经过自动匹配连接点、空三加密、影像匀光匀色、正射纠正、影像镶嵌等处理，完成点云、DEM、DOM数据提取。

本次实验中，GPS数据来源于飞马智能航测系统F1000机上自带接收机，后续处理中未引入地面控制。为检验F1000生成的DOM直接定向精度，将DOM上人工提取的地面靶标中心坐标与实测靶标数据进行对比。

表 3 DOM量测值与地面实测值对比