中電科蕪湖鉆石飛機制造有限公司 安徽 蕪湖 241000

1 引言

目前，國內(nèi)的航拍航測任務(wù)主要依靠運-5的改進型飛機和塞斯納208B飛機平臺以及少量的其他平臺，比如空中國王、泰克南、大棕熊等[1]。越來越低的市場價格和航測任務(wù)的高成本，極大地阻礙了國內(nèi)航測技術(shù)發(fā)展。

本文通過DA42MPP飛機與UCE M3航攝儀進行集成以及飛行試驗，總結(jié)出一種更加高效經(jīng)濟的航空攝影測量設(shè)備集成方案。

2 DA42MPP飛機

2.1 DA42MPP飛機簡介 DA42-MPP(Multi-Purpose Platform)是基于DA42NG開發(fā)的特種飛機。它最大的特點是“一機多用”。通過加裝相應(yīng)任務(wù)載荷，可用于航空地理測繪、植被分析、偵查巡邏等多個領(lǐng)域。它的主要性能參數(shù)如表1所示：

表1 DA42-MPP地理星性能參數(shù)

最大航程 1929km 最大/失速速度307km/h，140km/h油箱容量 289L 最大作業(yè)時間 11.9小時油耗 24.2升/時 有效載荷 591Kg

2.2 DA42MPP飛機特點

1.低運營成本：飛機最低耗油率為每小時24.2升航空煤油。

2.航煤發(fā)動機：飛機安裝渦輪增壓發(fā)動機，使用航空煤油(China：GB 6537-2006))，具有高可靠性。

3.高可靠性、高安全性：飛機提供晝夜目視儀表飛行，G1000提供自動駕駛功能，單發(fā)動機仍具備爬升，可適應(yīng)多種飛行環(huán)境。

4.全復(fù)合材料機身：飛機機身運用全新復(fù)合材料，其機體結(jié)構(gòu)免維護。

3 UCE M3航攝儀

3.1 UCEM3航攝儀簡介 UltraCam Eagle系列框幅式相機為奧地利Vexcel公司于2011年推出的新一代數(shù)碼航攝儀，可進行大區(qū)域、高分辨率、大重疊航攝數(shù)據(jù)的快速獲取。M3為此系列最新款航攝儀。它的主要性能參數(shù)如表2所示：

表2 UCEM3主要性能參數(shù)

3.2 UCE M3航攝儀特點

1.M3的傳感器由4個全色高分辨率光學(xué)鏡頭和4個彩色多光譜鏡頭組成，擁有4.5億超大像素幅面。

2.M3可使用四種不同焦距的用戶可更換鏡頭系統(tǒng)。

3.M3將所有部件高度集成在相機鏡頭內(nèi)部，具有超高的集成度。

4.M3具有最新一代非機械時延積分像移補償技術(shù)，最大像移補償能力達50像素。

5.M3采用磁盤陣列固態(tài)存儲，存儲能力達到10TB(～4600張影像)。

4 集成試驗方案

4.1 集成方案 DA42 MPP飛機加改裝位置主要有四部分：機鼻部位、機腹部位、機背部位以及艙內(nèi)行李艙部位，改裝能力極強。

UCEM3航攝儀全套設(shè)備主要有五部分組成：座架為GSM 4000，通過飛機預(yù)留接口固定在機鼻艙內(nèi)；傳感器單元通過連接支架固定在穩(wěn)定平臺上；GPS天線固定在機鼻艙罩之上；計算機單元固定在行李艙位置；顯示控制設(shè)備為方便人員操作固定在副駕駛座椅后支架上。

4.2 技術(shù)設(shè)計 本次飛行試驗選取某面積為100km2的區(qū)域，形狀近似為矩形，東西長約4km，南北長約25km。地面分辨率(GSD)為0.1m，航向重疊及旁向重疊分別為60%和35%，由北向南敷設(shè)3條航線，測區(qū)平均高程為50m，絕對航高設(shè)為1950m。采用POS輔助航空攝影技術(shù)進行數(shù)據(jù)采集。

4.3 飛行試驗 本次飛行總耗時1小時，作業(yè)時間為30分鐘，飛機平均巡航速度為220km/h。相片數(shù)為180張。

通過Applanix公司的POSPacMMS軟件進行POS精度解算；利用Vexcel公司研發(fā)適配的UltraMap軟件進行數(shù)據(jù)處理。各項結(jié)果表明各項精度誤差均能滿足試驗要求。圖1為DOM產(chǎn)品部分影像截圖。

圖1 DOM產(chǎn)品

5 結(jié)論

本文結(jié)合理論與實踐，通過DA42MPP通用飛機與UCE M3航攝儀的攝影測量集成方案分析，驗證載荷設(shè)備和飛機平臺的集成性。且通過數(shù)據(jù)結(jié)果的質(zhì)量分析，此集成方案完全可以滿足日常工程應(yīng)用中的使用?？蔀闃I(yè)內(nèi)航測業(yè)務(wù)開展提供更加經(jīng)濟高效的集成方案。