一种无人机水生态遥感监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无人机水生态遥感监测系统，包括：无人机机体，用于承载无人机动力组件、飞行控制组件、遥感传感器组件、无人机起降辅助组件、无线通信组件及定位组件；飞行控制组件用于接收巡航指令、采集指令及无人机运行状态信息；遥感传感器组件用于采集遥感信息；定位组件用于获取位置信息；地面控制台用于发送巡航指令及采集指令，并接收运行状态信息及位置信息。因此，本实用新型专利技术实施例提供的水生态监测系统，受场地的限制小，适用范围广；可选择搭载可见光、高光谱和热红外等传感器，实现较大面积区域遥感数据的采集，通过遥感数据处理系统对所采集的遥感数据进行分析处理，针对不同的遥感传感器所采集的数据采用不同的处理流程及方法。

A Remote Sensing Monitoring System for Unmanned Aerial Vehicle Water Ecology

The utility model discloses an unmanned aerial vehicle water ecological remote sensing monitoring system, which comprises an unmanned aerial vehicle (UAV) airframe, which is used to carry UAV power components, flight control components, remote sensing sensor components, UAV take-off and landing auxiliary components, wireless communication components and positioning components, and a flight control component which is used to receive cruise instructions, collect instructions and UAV operation status information. Components are used to collect remote sensing information; positioning components are used to obtain location information; ground console is used to send cruise instructions and acquisition instructions, and receive operation status information and location information. Therefore, the aquatic ecological monitoring system provided by the embodiment of the utility model is limited by the site and has a wide application range. Visible light, hyperspectral and thermal infrared sensors can be selected to collect large area remote sensing data. The collected remote sensing data can be analyzed and processed by the remote sensing data processing system, and the data collected by different remote sensing sensors can be collected. Use different processes and methods.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机水生态遥感监测系统
本技术涉及有载分接开关参数测试
，尤其涉及一种无人机水生态遥感监测系统。
技术介绍
流域水环境管理正在由综合污染治理向水环境生态系统恢复的阶段转变，流域内的水生态完整性观测成为生态恢复的重要工作。对于水生态环境的监测，现阶段采取常规的观测方法，即先采集水样，然后进行水质实验室分析，并根据分析数据采用单一参数评价指数法或多参数的综合评价法进行水质评价，该方法虽然能够对众多的水质指标做精确的分析和评价，但是费时费力、不经济，而且水样采集和分析的数量很有限，对于大区域水体而言，这些测点数据只具有局部和典型的代表意义，利用该方法难以获取大范围水域水质参数的分布和变化情况，不能满足对水环境适时、大尺度的监测评价要求。随着遥感技术的发展，卫星遥感监测方法和模型也逐渐被应用于水体水质的监测，选择合适的遥感波段数据，建立水质参数遥感估测模型反演水体中的一些水质参数指标，水质遥感监测方法可以反映水质在空间和时间上的分布和变化情况，具有监测范围广，速度快和便于动态监测的优势，但是由于卫星遥感影像的空间分辨率和时间分辨率都比较低，重访周期长，受云层等天气因素影响较大，经常无法获取可满足监测所求的遥感影像。目前，无人机技术在地理测绘领域，其延用了基于有人机的传统摄影测量技术方法来获取航拍区域的正射影像和数字线划图。这种工作方式在一定程度上也可应用于水环境保护领域，但是有着明显的缺点：一是进行水域等弱纹理区域的航拍时，利用传统的特征检查算法无法提取到足够的同名点，无法对大面积纯水域影像进行快速正确的拼接；二是遥感传感器配置单一，一般都是搭载普通的数码相机，只能获取监测区域的可见光影像，可监测的指标少。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种无人机水生态遥感监测系统，解决了现有技术中无人机水生态遥感监测系统监测结果单一的问题。本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统，包括：无人机机体，无人机动力组件、飞行控制组件、遥感传感器组件、无人机起降辅助组件、无线通信组件、定位组件及地面控制台，该无人机机体包括机身、机翼及尾翼，该机翼及该尾翼安装在该机身上；该无人机动力组件、该飞行控制组件、该遥感传感器组件、该无人机起降辅助组件及该无线通信组件搭载在该无人机机体上；且该无人机起降辅助组件安装在该机身的后部；该该飞行控制组件、该定位组件及该无线通信组件安装在该机身中部；该无人机动力组件包括螺旋桨、发动机、舵机及动力源，该发动机位于该机身头部，该螺旋桨安装在该发动机的机头部，该动力源安装在该机身中部；该飞行控制组件分别与该发动机、该舵机、该遥感传感器组件、该人机起降辅助组件、该定位组件电连接，且该飞行控制组件与该地面控制台通过该无线通信组件无线连接。优选的，本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统，该遥感传感器组件包括可见光传感器、高光谱成像仪和/或热红外成像仪，该飞行控制组件分别与该可见光传感器、该高光谱成像仪及该热红外成像仪电连接。优选的，本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统，该飞行控制组件包括控制传感器组件及处理器，该控制传感器组件包括轴速率陀螺、轴加速度计、轴磁强计、高度计、空速计及处理芯片。优选的，本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统，该定位组件包括GPS系统及惯性导航系统。优选的，本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统，该动力源包括油箱和/或电池组。优选的，本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统，该飞行控制组件为单片机系统。综上，本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统，以固定翼无人机为载体，其续航能力和稳定性大大增强，采用了弹射起飞和降落伞降落的回收方式，受场地的限制较小，适用范围广；可选择搭载可见光、高光谱和热红外等传感器，实现较大面积区域遥感数据的采集，通过遥感数据处理系统对所采集的遥感数据进行分析处理，针对不同的遥感传感器所采集的数据采用不同的处理流程及方法：对可见光数据进行匀光、拼接、分类，通过可见光影像进行几何纠正、拼接后解译可提取水体的水色、河流宽度、面积、水体周边土地利用现状等水态完整性物理性指标；对热红外数据几何纠正、拼接后提取观测区域的温度信息；对高光谱数据用进行几何纠正，辐射校正后，可通过遥感反演模型进行叶绿素、悬浮质和其他污染指标的计算。附图说明图1为本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的无人机水生态遥感监测系统的无人机机体的结构的示意图；图3为本技术另一实施例提供的无人机水生态遥感监测系统的机身的结构示意图。具体实施方式下面结合本技术中的附图，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本技术保护的范围。应理解，鉴于目前流域水生态完整性监测存在的不足，为了提高监测效率，迫切需要进行各种观测手段的扩充。无人机低空遥感技术是利用无人机搭载各种遥感传感器，利用飞行控制系统进行自动导航，在1000米以下高空进行作业，获取所需的遥感数据。该技术具有飞行高度低、成像质量高和大比例尺成图的优势；而且起降方便无需机场，机动性和安全性优越；对天气依赖小，早晨、傍晚或云下摄影能力突出，可用于水环境中小范围内的巡查，适合重点和热点地区的应急监测和重复监测，是卫星遥感的有效补充，将成为航空遥感信息获取的重要手段，利用无人机遥感进行水生态完整监测必将极大提高工作效率。下面通过图1至图3详细说明本技术实施例提供的一种无人机水生态遥感监测系统。如图所示，该系统可以包括：无人机机体，用于承载无人机动力组件、飞行控制组件、遥感传感器组件、无人机起降辅助组件、无线通信组件及定位组件，该无人机机体包括机身、机翼及尾翼，该机翼及该尾翼安装在该机身上。该无人机动力组件用于向所述无人机机体的运动提供动力。该无人机动力组件可以包括螺旋桨、发动机、舵机及动力源。螺旋桨安装于发动机机头部，油动发动机和油箱通过输油管连接，电池组通过线缆和电动机连接，发动机分别与飞行控制组件、舵机通过线缆连接，飞行控制组件可以通过舵机控制发动机输油量大小，也就控制了无人机动力大小。发动机可配置为油动发动机或电机，相应的，作为无人机遥感平台的动力来源的动力源，可采用电动和油动驱动两种配置方式。通常情况下可采用锂电池组和电机作为动力来源，易于安装维护。该种结构的无人机可连续作业约一小时左右。在需要进行长时间作业时，可采用油动驱动方式。此时需在机头位置安装油动发动机，在机身中部安装软式油箱，油箱和油动发动机通过软管连接，整个机体在两种动力系统下均可保持平衡。在采用油动驱动方式时该遥感平台可连续作业3小时以上，可满足较大面积水域的水环境监测需求。该无人机起降辅助组件用于辅助所述无人机的降落，辅助起降装置可以包括降落伞，安装于无人机机体的后部的伞舱。在实际中，飞行控制组件通过舵机控制伞舱的开合。该固定翼无人机机体采用前拉式布局。动力组件置于机身前部，可以充分利用螺旋桨的滑流增加襟翼和升降舵的气动效率。前拉式布局还便于在回收操作时降落伞的顺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机水生态遥感监测系统，其特征在于，包括：无人机机体、无人机动力组件、飞行控制组件、遥感传感器组件、起降辅助组件、无线通信组件、定位组件及地面控制台，所述无人机机体包括机身、机翼及尾翼，所述机翼及所述尾翼安装在所述机身上；所述无人机动力组件、所述飞行控制组件、所述遥感传感器组件、所述无人机起降辅助组件及所述无线通信组件搭载在所述无人机机体上；且所述起降辅助组件安装在所述机身的后部；所述飞行控制组件、所述遥感传感器组件、所述定位组件及所述无线通信组件安装在所述机身中部；所述无人机动力组件包括螺旋桨、发动机、舵机及动力源，所述发动机位于所述机身头部，所述螺旋桨安装在所述发动机的机头部，所述动力源安装在所述机身中部；所述飞行控制组件分别与所述发动机、所述舵机、所述遥感传感器组件、所述人机起降辅助组件、所述定位组件电连接，且所述飞行控制组件与所述地面控制台通过所述无线通信组件无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种无人机水生态遥感监测系统，其特征在于，包括：无人机机体、无人机动力组件、飞行控制组件、遥感传感器组件、起降辅助组件、无线通信组件、定位组件及地面控制台，所述无人机机体包括机身、机翼及尾翼，所述机翼及所述尾翼安装在所述机身上；所述无人机动力组件、所述飞行控制组件、所述遥感传感器组件、所述无人机起降辅助组件及所述无线通信组件搭载在所述无人机机体上；且所述起降辅助组件安装在所述机身的后部；所述飞行控制组件、所述遥感传感器组件、所述定位组件及所述无线通信组件安装在所述机身中部；所述无人机动力组件包括螺旋桨、发动机、舵机及动力源，所述发动机位于所述机身头部，所述螺旋桨安装在所述发动机的机头部，所述动力源安装在所述机身中部；所述飞行控制组件分别与所述发动机、所述舵机、所述遥感传感器组件、所述人机起降辅助组件、所述定位组件电连接，且所述飞行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永红，程岩，徐少立，李诺，王俊岭，
申请(专利权)人：辽宁省环境科学研究院，
类型：新型
国别省市：辽宁,21