关于无人机航空遥感系统关键技术探讨

关于无人机航空遥感系统关键技术探讨

李季朕

（南京模拟技术研究所江苏省南京市210000）

摘要：本文首先简要分析了无人机航空遥感系统在我国的可行性与必要性，并基于某型民用无人机的应用实况，就无人机航空遥感信息平台的基本技术框架进行设计，望能为此领域研究有所借鉴。

关键词：无人机；航空遥感；关键技术

伴随科学技术水平的日渐提升，各国均加大了遥感数据及相关技术的研究，需要指出的是，尽管一些国家已经可以生产出可以较好满足用户需要的高分辨率数据，但遥感数据的发展步伐仍然难以满足当前需要。针对无人机遥感系统而言，其具有较低成本及高灵活性等特点，因而是一种准确获得遥感数据的重要工具。本文基于无人机航空遥感系统，就其核心技术作一探讨。

1.系统结构分析

针对无人机遥感系统而言，其所选用的无人机实际就是依据有人机的相关标准来进行设计，且之所以要研制，最终目的就是当作遥感平台。其基本的性能指标为：巡航速度为165km/h，作业高度为5km，导航精度为50m，最大续航时间为30h，有效载荷为100kg。基于此类型无人机，将与之相配套的遥感设备安装在上面，比如可见光CCD成像设备、红外成像设备、SAR系统等。

2.关键技术

2.1无人机遥感平台

针对无人机遥感平台来讲，其具体性能、成本会对无人机航空遥感系统的应用范围、效果产生直接影响，所以，采取切实措施，提升整个无人机平台的性价比，这对于无人机航空遥感业务的全面、深化发展，发挥着关键性作用。需要指出的是，其核心性能指标为有效载荷、续航时间、飞行高度、导航精度、飞行平稳度、起降方式等，且针对无人机的整个运行成本来讲，其对整个系统的发展与完善，起到非常重要的作用。所以，现阶段，基于无人机发展实况，最大限度的提升整个无人机系统的性能，将其当作实现系统可持续发展的重要遥感平台，此乃需要深入研究的地方。从根本上来讲，其主要包含如下内容：（1）基于当前无人机，依据航空遥感的基本要求，优化无人机平台的设备选型及集成系统，这对于整个系统发展，意义重大。（2）基于当前的GPS/惯性导航，实现更加优化的组合导航方式，即景象匹配、惯性导航及GPS定位等，以此来最大程度提升整个导航的精度。（3）开展后续高空无人机的开发与研制工作，在尽量不增加成本的情况下，使系统的升限达到18km，而在具体的作业高度上，达到16km，续航时间≥30h。（4）基于现有自动起降，实现更高精度、更大水平的自动起降。

2.2无人机遥感设备集成与接口

针对无人机平台而言，其在具体的候选遥感设备方面，主要有4种机载合成孔径雷达，均有着较高的空间分辨率，通常可达1m以内，而且总体质量轻，即小于60kg，除此之外，还有2种比较轻型的光学成像设备。在实际操作当中，选用更加满足现实要求的应用遥感设备，并基于无人机的基本特点，构建更加实用且规范的设备接口，有助于安装调试周期的缩短，并且还是整个集成应用型无人机航空遥感系统的核心所在。其内容为：（1）对于各类型的应用要求，借助性能价格对比，从中选出更加实用且高效的遥感设备；（2）积极推动遥感数据获取设备与无人机平台间的深层融合，设计出统一接口，方便达成各型号SAR、可见光CCD与红外摄像仪等设备之间的快速切换；（3）对无人机遥感设备进行全面的安装、调试。

2.3处理与下传遥感数据

需要指出的是，高分辨率遥感数据与无人机平台其它类型传感器数据之间的实时处理、融合，以及高效、可靠的下传数据，乃是从根本上保障无人机航空遥感系统实现全天时作业的基本保障；针对高分辨率航空遥感设备而言，由于其会产生较大的数据量，因此，现阶段，于实时下传时，大多选用的是有损图像压缩技术，由其所带来的误差，对航空遥感在一些严要求、高标准领域中的应用造成了较大限制，所以，怎样对当前的压缩编译方法加以改进与优化，在确保高效的实时下传作用下，将图像压缩算法线损给最大程度减小或消除掉，提高整个图像的质量，此乃无人机遥感平台的重要技术。（1）以一种合理、高效的方式，实现无人机飞行姿态、辅助导航定位数据、GPS定位数据、遥感图像数据以及成像传感器姿态角等方面的数据联合，并且能够生成时间信息与地理坐标的遥感图像。（2）促进当前景象匹配算法的实时性提升，以此来更好的未精度无人机组合导航系统，提供更加准确且全面的修正数据，实现无人机飞行控制精度的大幅度提升。（3）基于小波变换，在数据压缩上实现低损且高效。（4）借助于先进的抗干扰编码技术，并结合视距微波通信链路与卫星中继方式，构建陆地基站与无人机之间的宽度无线通信网络，并以一种可靠且高效的方式实现遥感数据的实时下传。

2.4遥感数据地面的具体接收与处理

（1）依据依据的应用需求，构建移动与固定地面数据接收站；（2）构建具有数据管理、储存及分发能力的数据中心，同时构建图像数据库，包含生成快视图及构建图像查询系统；开展遥感数据共享框架下的权限限定、数据格式及安全认证等，以此来更好的对遥感数据进行开发与利用。

3.结语

综上，伴随科学技术水平的日渐提升，无人机在此背景下，呈现出迅猛的发展势头，基于此的航空遥感系统凭借其高效、先进，因而在诸多领域中得到广泛应用。本文就其关键技术作一探讨，以期推动此方面技术的日渐完善。

参考文献：

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[3]余国林,陈继平,余涛,等.无人机航空遥感平台机载作业控制系统设计[J].现代电子技术,2012,35(4):132-135.