一种基于多传感器的航空共轴遥感装置制造方法及图纸

技术编号:29190063 阅读:19 留言:0更新日期:2021-07-10 00:09
本实用新型专利技术涉及一种基于多传感器的航空共轴遥感装置,陀螺稳定平台与斜飞遥感飞机固连;遥感设备与陀螺稳定平台固连;GNSS天线与斜飞遥感飞机顶部固连;工控机与斜飞遥感飞机地板固连;天线罩与斜飞遥感飞机固连;SAR天线与斜飞遥感飞机固连;SAR天线转台与遥感飞机固连;GNSS接收机与工控机固连;GNSS接收机通过数据线与工控机连接;工控机通过数据线与遥感设备连接;工控机与SAR天线连接;工控机与陀螺稳定平台连接。通过斜飞遥感飞机,同时使用工控机设计并显示飞行航线、控制陀螺稳定平台和SAR天线,使不同的传感器能够针对相同地表区域同时进行数据获取,实现共轴遥感,提高航空遥感数据获取效率以及传感器利用率。空遥感数据获取效率以及传感器利用率。空遥感数据获取效率以及传感器利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器的航空共轴遥感装置


[0001]本技术涉及一种遥感
,具体涉及一种基于多传感器的航空共轴遥感装置。

技术介绍

[0002]航空遥感又称机载遥感,是指利用飞行平台诸如飞机、飞艇及气球等作为传感器运载工具在空中进行遥感的技术,是由航空摄影侦察发展而来的一种多功能综合性探测技术。传统的航空遥感系统是利用飞机搭载一种传感器进行对地观测,随着飞机性能的提升、传感器集成度的提高以及高效率遥感作业的需求,使用一架遥感飞机搭载多种不同类型的传感器在空中进行对地观测是现阶段航空遥感的发展趋势。其中,不同类型的传感器包括多光谱相机、高光谱成像仪、红外相机、激光雷达、合成孔径雷达(SAR)等。不同类型的传感器进行对地观测的视角是不同的,有的是下视,即垂直海平面向下,如多光谱相机、高光谱成像仪、热红外相机、激光雷达等,有的是侧视,即与海平面呈一定夹角向下,如SAR;在这种情况下,不同类型的传感器在同时进行对地观测时就不能满足共轴遥感,即不能满足同时针对同一块地表区域进行对地观测,导致下视传感器与侧视传感器所获取的遥感数据不一致;另外,为了保证所有传感器能够获取相同地表区域的遥感数据,遥感飞机需要通过多飞航线以弥补下视及侧视带来的差异,这样又会导致飞行航线的冗余及飞行效率的降低。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种基于多传感器的航空共轴遥感装置,本技术在飞行过程中采取特殊的飞行方法并通过工控机控制不同的设备,从而使不同类型的传感器实现共轴遥感,即在相同时空环境下实现对同一地表区域的对地观测,减少了冗余飞行,提高了航空遥感的工作效率,能够更快、更便捷地完成基于多传感器的航空遥感任务。
[0004]为了达到上述目的,本技术有如下技术方案:
[0005]本技术的一种基于多传感器的航空共轴遥感装置,包括斜飞遥感飞机,陀螺稳定平台,遥感设备,工控机,天线罩,SAR天线, SAR天线转台,GNSS天线,GNSS接收机,所述陀螺稳定平台与斜飞遥感飞机的下视遥感窗口固连;所述遥感设备与陀螺稳定平台固连;所述GNSS天线与斜飞遥感飞机顶部固连;所述工控机与斜飞遥感飞机地板固连;所述天线罩与斜飞遥感飞机的机腹和机侧固连;所述 SAR天线分别与斜飞遥感飞机的机侧和SAR天线转台固连;所述SAR 天线转台与斜飞遥感飞机的机腹固连;所述GNSS接收机与工控机同连;所述GNSS天线通过数据线与GNSS接收机连接;所述GNSS接收机通过数据线与工控机连接;所述工控机通过数据线与遥感设备连接;所述工控机通过数据线与SAR天线连接;所述工控机通过数据线与陀螺稳定平台连接;
[0006]所述斜飞遥感飞机为能够斜飞的遥感飞机,斜飞遥感飞机的横轴与海平面平行面的夹角为:15
°‑
30
°
;所述斜飞遥感飞机包含结构安装平台、下视光学窗口、光学玻璃和照相舱门,其中,结构安装平台位于下视光学窗口上方,光学玻璃位于下视光学窗口上,照相舱
门位于光学玻璃下方;
[0007]所述遥感设备包括SAR、多光谱航空相机、高光谱航空相机、红外航空相机和机载激光雷达的传感器;其中,SAR天线的入射波束随斜飞遥感飞机的倾斜而发生偏移;而多光谱航空相机、高光谱航空相机、红外航空相机和机载激光雷达的传感器,在斜飞遥感飞机倾斜时,由陀螺稳定平台调整为垂直海平面向下进行对地遥感观测,形成下视对地遥感观测,而不受飞机角运动的影响;陀螺稳定平台能用于控制遥感设备的姿态;
[0008]其中,SAR通过侧视即与地面法线呈一定夹角向下进行对地遥感观测;所述SAR天线发出的入射波束与地面法线之间夹角为30
°‑
60
°
;多光谱航空相机、高光谱航空相机、红外航空相机和机载激光雷达均通过下视即垂直海平面向下进行对地遥感观测;
[0009]其中,陀螺稳定平台安装在结构安装平台上;多光谱航空相机、高光谱航空相机、红外航空相机和机载激光雷达的遥感设备均安装在陀螺稳定平台上,SAR与陀螺稳定平台分离安装;
[0010]所述天线罩是指机载雷达天线罩,共有三个,其中机腹下方设置机腹天线罩1个,机身两侧分别设置左侧SAR天线罩和右侧SAR天线罩;
[0011]其中,三个天线罩均安装到飞机机身的前半段。其中,机腹天线罩相对于飞机对称面对称;左、右侧SAR天线罩在前后方向上与机腹天线罩的有效段重叠。
[0012]所述SAR天线转台安装在斜飞遥感飞机机腹,用于控制机腹SAR 天线方位,使其能够向左或向右倾斜。
[0013]所述SAR天线共有三个,一个安装在SAR天线转台上,另外两个分别安装在斜飞遥感飞机左、右侧。其中机腹SAR天线位于机腹天线罩内部,左、右侧SAR天线分别位于左、右侧SAR天线罩内部。
[0014]其中,三个SAR天线可以获取P、L、C、X等四个波段的SAR数据,左、右侧SAR天线获取的数据相同。
[0015]所述GNSS天线可以接收GNSS信号,发送给GNSS接收机,GNSS 接收机处理GNSS信号,然后输出GNSS数据给工控机。
[0016]所述工控机包含控制设备和显示设备,其中,控制设备用于控制陀螺稳定平台、SAR天线转台、SAR、多光谱航空相机、高光谱航空相机、红外航空相机和机载激光雷达等传感器;显示设备用于显示地图、飞行航线、飞机飞行轨迹和飞机位置信息等。
[0017]其中,所述工控机能够针对航空遥感的作业区域制作斜飞遥感飞机的飞行计划,使斜飞遥感飞机上的所有遥感设备沿指定的飞行航线进行对地遥感观测,其步骤是:
[0018]1)坐标转换
[0019]坐标变换可以使系统在航线设计中提高设计的精度和效率,因为通过坐标变换可以处理不同坐标系的数据。目前常用的坐标系包括 WGS84全球坐标系、国家2000坐标系、西安80坐标系、北京54坐标系和地方坐标系,不同的坐标系数据有时需要进行转换。由于飞行测区范围的节点一般采用的是WGS84的经纬度坐标,经纬度坐标不方便计算方位角和点线面之间的距离,而平面坐标便于计算,因此经纬度坐标与平面直角坐标之间的转换不可避免。
[0020]首先需要使用GPS获取点的大地坐标(B
84
L
84
H
84
)
T
,然后根据 WGS84的参考椭球参数由公式(1)换算至空间直角坐标(X Y Z)
T
,再根据北京54或西安80或地方独立坐标系的
参考椭球参数由公式(2) 将(X Y Z)
T
换算至大地坐标形式(B
54 L
54 H
54
)
T
或(B
80 L
80 H
80
)
T
或 (B
local L
local H
local
)
T
,最后再根据中央子午线、投影面高程及北向东向偏移量由公本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器的航空共轴遥感装置,其特征在于,包括:斜飞遥感飞机,陀螺稳定平台,遥感设备,工控机,天线罩,SAR天线,SAR天线转台,GNSS天线,GNSS接收机;所述陀螺稳定平台与斜飞遥感飞机的下视遥感窗口固连,所述遥感设备与所述陀螺稳定平台固连,所述GNSS天线与所述斜飞遥感飞机顶部固连,所述工控机与所述斜飞遥感飞机地板固连,所述天线罩与所述斜飞遥感飞机的机腹和机侧固连,所述SAR天线分别与所述斜飞遥感飞机的机侧和所述SAR天线转台固连,所述SAR天线转台与所述斜飞遥感飞机的机腹固连,所述GNSS接收机与所述工控机固连,所述GNSS天线通过数据线与所述GNSS接收机连接,所述GNSS接收机通过数据线与所述工控机连接,所述工控机通过数据线与所述遥感设备连接,所述工控机通过数据线与所述SAR天线连接,所述工控机通过数据线与所述陀螺稳定平台连接。2.根据权利要求1所述的基于多传感器的航空共轴遥感装置,其特征在于,所述斜飞遥感飞机的横轴与海平面平行面的夹角为15
°‑
30
°
,所述SAR天线的入射波束随所述斜飞遥感飞机的倾斜而发生偏移,所述SAR天线发出的入射波束与地面法线之间夹角为30
°‑
60
°
。3.根据权利要求1所述的基于多传感器的航空共轴遥感装置,其特征在于,所述斜飞遥感飞机包含结构安装平台、下视光学窗口、光学玻璃和照相舱门,其中,结构安装平台位于所述下视光学窗口上方,所述光学玻璃位于所述下视光学窗口上,所述照相舱门位于所述光学玻璃下方。4.根据权利要求1所述的基于多传感器的航空共轴遥感装置,其特征在于,所述斜飞遥感设备包括SAR、多光谱航空相机、高光谱航空相机、红外航空相机和机载激光雷达的传感器;所述多光谱航空相机、高光谱航空相机、红外航空相机和机载激光雷达的传感器均安装在所述陀螺稳定平台上,在所述斜飞遥感飞机倾斜时,由所述陀螺稳定平台调整为垂直海平面向下进行对地遥感观测,形成下视对地遥感观测,而不受飞机...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘洁朱金彪吴亮刘玉泉祁增营
申请(专利权)人:中国科学院空天信息创新研究院
类型:新型
国别省市:

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