激光雷达供应商:际上导航

际上导航激光雷达测量系统在地形测量测绘中的应用

发布时间:2023-08-15 17:58:00 阅读次数:

项目背景

地形测绘是获取位置空间信息的重要手段。与传统测量相比较,机载激光雷达能够大幅度提高工作效率;多回波技术穿透植被可节省人力,也减少传统测量中人为因素带来的误差,在地形测量中应用前景广阔。


测区概况

该项目位于广东省揭阳市某地区内,测区为山地地形,地势起伏较大,高低最大落差300米,周边植被茂密,且有数处较密集的居民聚集地。该项目工期短,测区面积大,精度要求高。



项目需求及难点

项目需求:

测区航线的规划;

坐标系统:CGCS2000 成果提交:DEM、DOM、DLG等。

项目难点:

地形复杂:测区植被茂密,传统测量方式无法高效获取测区准确的高程数据;

任务时间紧:需求3天时间内完成测区的数据采集及成果数据输出任务;

转场难度大:测区内路况复杂,传统测绘设备转场耗时费力;

精度要求:满足1:500地形测绘要求。


作业方案

通过对项目的充分了解,决定采用际上导航gAirHawk GS-1350N长测程激光雷达系统执行本次任务;gAirHawk GS-1350N是际上导航自主研发的长测程机载雷达系统,系统集成光学相机,同时能够获取影像数据。


GS-1350N参数指标:

系统指标

点云精度

10cm@300m

点云密度

40pts/m²@400m@10m/s

设备重量

3.2Kg

系统功耗

70W

存储空间

机内闪存64G+128G SD卡

电源范围

24V

外观尺寸

24.5cm*14cm*12.5cm

工作温度

-20℃-55℃

搭载平台

机载

POS性能指标

型号

gSpin410

数据更新频率

200Hz

GNSS信号类型

GPS L1/L2;GLO L1/L2;GAL E1/E5b;BDS B1/B2a/B3

定位精度

水平0.02m,高程0.03m

俯仰角精度

0.003°

横滚角精度

0.003°

航向角精度

0.010°

激光器性能指标

测程

1500m@50%反射率,最大测程1500m

测距精度

重复精度±0.5cm

线数

单线

视场角

75°

回波数

七次回波

脉冲频率

50KHz-2000KHz

扫描频率

600线/秒

角度分辨率

0.001°

相机指标

像素

2600万/6100万

视场角

83°/63°

拍摄模式

等时拍摄/等距拍摄

CW-25E 固定翼无人机系统

硬件

机身长度

2.1m

翼展

4.35m

最大起飞重量

31kg

测控距离

50km 

DGPS

RTK/PPK

携带箱尺寸

1640×640×630mm

有效负载

任务载荷

3-6kg

飞行

续航时间

120-240min

经济巡航速度

72km/h

抗风能力

7级(13.9-17.1 m/s)

防雨雪能力

小雨小雪(降雨量≤10mm/24h)

起降方式

垂直起降

实用升限

6000m

最高起飞海拔

4000m

垂直方向定位精度

3cm

水平方向定位精度 1cm+1ppm
软件
地面站软件纵横飞图(航测版)、纵横鹰图(监控版)


软件介绍:

处理软件

轨迹解算软件

※1、gAirHawk点云预处理软件拥有完全自主知识产权;

※2、支持纯北斗信号数据解算;

※3、支持GNSS选星功能,提高定位精度,优化计算结果;

※4、支持PPK模式解算(必须使用断网环境验证,确保数据安全);

5、支持目前国际上先进的GNSS模糊度单历元解算算法;

6、支持如NovAtel,Trimble等多品牌多厂家GNSS数据格式的直接读取,包括Rinex格式和RTCM格式,不需要经过转换后再次读取(使用甲方提供基站验证);

7、GNSS解算支持位置、速度输出;

※8、轨迹输出支持自定义格式;

※9、GNSS/INS组合支持正反正三向往返滤波、平滑滤波功能,以支持无需8字或者加减速校正,以及免除飞机落地后静置过程;

10、GNSS/INS组合支持里程计辅助计算功能,即使在GNSS失锁期间,也可连续高精度定位;

※11、GNSS/INS组合卡尔曼滤波器可以设置动态更新和量测更新时间;

※12、软件支持用户互动查询功能,具备从属性查图形数据和从图形查属性数据的双向查询功能;

※13、软件具备历元星空图、原始数据、定位测姿结果等信息显示功能,以便用户分析和优化定位结果;

※14、系统支持常见的坐标系统,支持用户自定义坐标系统,并提供不同坐标系之间的转换;

※15、软件支持永久免费升级,并且一套软件授权可供多个计算机同时或非同时使用,一套软件授权可以支持多台设备数据。

点云计算软件

1、支持多型号激光扫描系统,包括不同精度、不同测程的激光扫描系统;

2、软件既可以在野外对激光器进行参数配置,也可以对激光点云的计算参数进行配置;

3、软件既可以在野外数据采集时实时计算点云,也可以通过采集的原始激光数据和事后算得的POS数据进行事后计算点云;

4、可按文件输出点云数据和按航带划分输出点云数据,航带输出时自定义输出航带时间段点云数据;

5、可选择输出格式,可输出通用las格式和txt文本格式点云数据;

※6、输出彩色点云,若设备集成相机,且填写好相机相关的文件,勾选此项解算时可免正射空三的输出彩色点云;

7、具有计算参数和输入参数,可进行坐标转换功能,可将输出点云直接转化到当地坐标;

※8、具有航向角改正功能,可在点云计算软件中对航向错位角进行调整;

※9、软件支持一键解算功能,使用便捷。





































注:带※号者为际上导航专有的国内唯一产品

外业实施

1、航线规划

通过系统定制的飞行规划软件,选择对应的产品型号,规划出满足此款雷达重叠率的航线,同时规划仿地航线,设置相对航高和飞行速度;航线为协调转弯,最大程度的保障雷达精度和安全。保证外业飞行可简单、高效的直接上传执行测区任务。

▲航线规划


2、飞行作业

地面架设基站采集静态GNSS数据用于轨迹后差分处理。


3、数据采集

静止五分钟后,一键执行规划航线,同步采集点云及影像数据。

数据处理

1、数据预处理

依次导入基站、流动站、雷达原始文件以及照片存储文件夹,gAirHawk软件自动读取设备参数,轨迹及彩色点云同步一键解算。

▲导入原始数据进行一键解算


2、数据后处理

▲正射影像DOM制作


▲正射影像DLG范围详图

▲数字线画图DLG制作

▲点云叠加正射(DOM)叠加DLG

▲DEM叠加DLG

▲DOM叠加DLG


精度检测

作业结束后,在测区内人工测量了30个高程检核点,用来检核点云成果的精度;将检核点的坐标导入TerraSolid软件,生成点云高程精度报告,精度为0.046m,满足项目要求,如下图所示:


项目总结

通过利用gAirHawk GS-1350N长测程激光雷达系统实施本次地形项目,机载激光雷达与其他传统手段相比的优势有以下几点:


■作业便捷、灵活,适用于小范围不规则测区的测绘;

■速度快——外业勘查+原始数据采集0.5-1h;点云+影像数据处理2-3h;地形图绘制6-8h。项目实施至成果产出整体时间约10h;

■成本低——项目实施技术技术人员2人,外业时间一天,大大减少了人力物力投入成本;

■质量高——获取多元化数据,细节丰富,点云精度高,成图质量好。


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