无人机航摄全域免像控方法技术

本发明专利技术公开了无人机航摄全域免像控方法，包括如下步骤：S1：根据无人机作业区域的形状、大小以及RTK算法的精度要求把无人机所在的整个大测区分为N个子测区；S2：APCommander地面站控制单元或JoCORSCollector连接CORS服务器，自动生成N个CORS基准站数据送入JoPPS后差分单元；S3：JoPPS后差分单元获取移动站数据，计算移动站数据与每个CORS基准站数据之间的相对位置信息，得出最优的CORS基准站数据；S4：根据最优的CORS基准站数据，实现三维成图。本发明专利技术采用上述原理，免相控范围不受测区大小限制、RTK作用范围限制、飞机与地面引导站距离限制和作业区域大小与距离限制。

【技术实现步骤摘要】
无人机航摄全域免像控方法
本专利技术涉及无人机领域，具体涉及无人机航摄全域免像控方法。
技术介绍
无人机航摄系统也是随着国家大型基建工程的开展应运而生的全新的测绘新手段。然而无人机航摄系统由于无人机的飞行不稳定性等诸多因素造成了精度不稳定性，特别是点位高程精度多不能满足实际工程需要，是航摄工作者的普遍认识。一般的无人机航摄伴随着大量的像控、水准等辅助工作，相较于传统地形测量，优势未能突显出来。在传统航摄作业模式下，布设地面图像控制点的工作占用着大量人力物力及工期，与地面控制点相关的静态测量、水准测量等工作几乎能占用项目40％的时间。在公路等带状地形图测绘项目中经常遇到工作人员进入困难甚至无法进行人工作业的情况(如山区、灾害现场，禁区)，这将大大增加项目开支，很多情况下还要以损失测绘精度为代价才能完成。在传统航摄作业模式下，作业范围受地面引导站位置与RTK作用距离限制，作业精度随着无人机离地面引导站的距离增加而下降；带状区域作业距离严重受限等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是采集虚拟CORS基准站，降低布设地面图像控制点的难度，目的在于提供无人机航摄全域免像控方法，采用单移动站多基准站模式，基准站的设置也不再依赖于固定的地面图像控制点，而是利用多个虚拟的CORS基准站数据点作为基准站，免相控范围不受测区大小限制，不受RTK作用范围限制，不受飞机与地面引导站距离限制，不受作业区域移动通信或网络通信限制，RTK精度不受作业区域大小与距离限制。本专利技术通过下述技术方案实现：无人机航摄全域免像控方法，包括如下步骤：S1：根据无人机作业区域的形状、大小以及RTK算法的精度要求把无人机所在的整个大测区分为N个子测区；S2：APCommander地面站控制单元或者JoCORSCollector异地采集单元通过网络连接CORS服务器，将N个子测区的中心位置上传至CORS服务器，获取N个CORS基准站数据依次为CORS_1～N，CORS_1～N依次为1～N个子测区的中心点观测量数据，然后将N个CORS基准站数据送入JoPPS后差分单元；S3：JoPPS后差分单元通过无线网络获取无人机上原始观测量数据即移动站数据，计算出移动站数据与每个CORS基准站数据之间的相对位置信息，评估每个CORS基准站数据与移动站数据之间的相对位置信息精度差异，采用择优算法排序得出最优的CORS基准站数据；S4：根据最优的CORS基准站数据，采用RTK算法算出无人机的行驶轨迹数据，然后采用绘图软件，实现无人机行驶轨迹的三维成图。绘图软件为CW-10CUAS空三软件。本方案采用单移动站多基准站模式，与现有技术的小测区相比引入了大测区的概念，基准站的设置也不再依赖于固定的地面图像控制点，而是利用多个虚拟的CORS基准站数据点作为基准站，无人机作为移动站，然后采用某一时刻择优选取部分基准站数据共同解算移动站绝对位置，当单个基准站与移动站的RTK解算结果质量判决超过门限，或其他状况无法RTK解算时，RTK算法将会选择其他基准站进行无缝切换，得到连续的高精度解算结果，为后续处理提供稳定可靠的位置信息。该过程中基准站的设置不再依赖于人为铺设地面图像控制点，而是将无人区域划分为多个子测区，利用CORS服务器采集多个子测区上的虚拟中心点数据，全部作为基准站数据，选择最优基准站数据与移动站进行解算得到移动站绝对位置，从而得到无人机行驶轨迹的精确航线图。该过程中由于基准站的位置是虚拟的，因此免相控范围不受限制，不受测区大小限制，不受RTK作用范围限制，不受飞机与地面引导站距离限制，采用CORS服务器进行无线收发数据不受飞机与地面引导站通信范围限制，不受作业区域移动通信或网络通信限制，同时对无人机作业区域进行了分块，分为N个子测区，并且在每个子测区均设置CORS基准站数据点，即便是较大的区域也能选择最佳的作用点，与单一的基准站相比，RTK精度不受作业区域大小与距离限制。优选的，步骤S3中得出最优的CORS基准站数据的方法包括如下步骤：S31：计算出移动站数据与每个CORS基准站数据之间的相对位置信息，择优算法排序选择最优与次优的两个CORS基准站数据作为基准站；S32：从步骤S31中得到的两个CORS基准站数据和移动站解算单点解中选择最优解。单点解的意思是通过流动站观测数据中的五颗以上卫星的伪距观测值解算流动站绝对位置，解算结果为单点解。优选的，步骤S32中选择最优解的方法如下：S321：采用单基准站与移动站数据RTK解算得到两者基线的固定解，从而得到移动站的高精度位置；RTK解算为固定解的意思是通过基准站流动站的载波相位观测方程构建双差观测方程，能够稳定解算出载波相位模糊度，则判定RTK解算结果可靠，得到的位置结果为RTK解算固定解。S322：当最优CORS基准站数据通过RTK解算得到的移动站位置结果判定可靠时即RTK解算为固定解时，则最优CORS基准站数据解算结果作为当前时刻解算结果；当最优CORS基准站数据通过RTK解算结果判定不可靠且次优CORS基准站数据通过RTK解算结果判定可靠时，则采用次优CORS基准站数据解算结果作为当前时刻解算结果；两CORS基准站数据均判定不可靠，则采用流动站单点解作为当前时刻解算结果。优选的，步骤S31中择优算法排序的依据为：当移动站与CORS基准站i的基线长度小于20km时，基线越短优先级越高；当移动站与CORS基准站i的公共卫星中，双频点卫星个数在5颗以上；公共卫星信号载噪比超过门限32db；所有卫星均匀分布，PDOP<2.5。在进行择优算法排序时，会优先选择CORS基准站i满足条件越多的那个基准站，当多个CORS基准站i均同时满足上述3个条件时，则选择基线长度越小、卫星个数越多、卫星分布的空间几何强度因子PDOP越小的CORS基准站i。通过该种方式择优选择出来的CORS基准站，算出来的无人机行驶轨迹精度更高。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术采用单移动站多基准站模式，与现有技术的小测区相比引入了大测区的概念，基准站的设置也不再依赖于固定的地面图像控制点，而是利用多个虚拟的CORS基准站数据点作为基准站，该过程中由于基准站的位置是虚拟的，因此免相控范围不受限制，不受测区大小限制，不受RTK作用范围限制，不受飞机与地面引导站距离限制，采用CORS服务器进行无线收发数据不受飞机与地面引导站通信范围限制，不受作业区域移动通信或网络通信限制，同时对无人机作业区域进行了分块，分为N个子测区，并且在每个子测区均设置CORS基准站数据点，即便是较大的区域也能选择最佳的作用点，与单一的基准站相比，RTK精度不受作业区域大小与距离限制。2、本专利技术采用择优算法排序，由于无人机位于不同的环境情况下，在不同的情况下，可能是固定解最优，也有可能是CORS基准站方式的解最优，采用同时算出固定解、CORS基准站最优解和次优解的方式，然后进行比较，可以更加精确的得出最佳的无人机行驶轨迹。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的免像控原理图；图2为现有的免像控原理图；图3本方案中的单移动站多基准站流程图；图4为基准站本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无人机航摄全域免像控方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据无人机作业区域的形状、大小以及RTK算法的精度要求把无人机所在的整个大测区分为N个子测区；S2：APCommander地面站控制单元或者JoCORSCollector异地采集单元通过网络连接CORS服务器，将N个子测区的中心位置上传至CORS服务器，获取N个CORS基准站数据依次为CORS_1～N，CORS_1～N依次为1～N个子测区的中心点观测量数据，然后将N个CORS基准站数据送入JoPPS后差分单元；S3：JoPPS后差分单元通过无线网络获取无人机上原始观测量数据即移动站数据，计算出移动站数据与每个CORS基准站数据之间的相对位置信息，评估每个CORS基准站数据与移动站数据之间的相对位置信息精度差异，采用择优算法排序得出最优的CORS基准站数据；S4：根据最优的CORS基准站数据，采用RTK算法算出无人机的行驶轨迹数据点，然后采用绘图软件，实现无人机行驶轨迹的三维成图。

【技术特征摘要】
1.无人机航摄全域免像控方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据无人机作业区域的形状、大小以及RTK算法的精度要求把无人机所在的整个大测区分为N个子测区；S2：APCommander地面站控制单元或者JoCORSCollector异地采集单元通过网络连接CORS服务器，将N个子测区的中心位置上传至CORS服务器，获取N个CORS基准站数据依次为CORS_1～N，CORS_1～N依次为1～N个子测区的中心点观测量数据，然后将N个CORS基准站数据送入JoPPS后差分单元；S3：JoPPS后差分单元通过无线网络获取无人机上原始观测量数据即移动站数据，计算出移动站数据与每个CORS基准站数据之间的相对位置信息，评估每个CORS基准站数据与移动站数据之间的相对位置信息精度差异，采用择优算法排序得出最优的CORS基准站数据；S4：根据最优的CORS基准站数据，采用RTK算法算出无人机的行驶轨迹数据点，然后采用绘图软件，实现无人机行驶轨迹的三维成图。2.根据权利要求1所述的无人机航摄全域免像控方法，其特征在于，步骤S3中得出最优的CORS基准站数据的方法包括如下步骤：S31：计算出移动站数据与每个CORS基准站数据之间的相对位置信息，择...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟娟，张宁波，任斌，
申请(专利权)人：成都纵横融合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51