CN206479174U - 一种无人机航摄站点坐标求解装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人机航摄站点坐标求解装置，包括无人机和地面基准站，无人机上设置有机载GPS接收机和航摄数据采集单元，地面基准站上设置有地面GPS接收机和计算机，机载GPS接收机包括第一微控制器、飞机GPS天线、飞机GPS芯片和飞机GPS数据存储器；航摄数据采集单元包括航摄相机和存储卡；地面GPS接收机包括第二微控制器、地面GPS天线、地面GPS芯片和地面GPS数据存储器。本实用新型通过GPS飞行轨迹约束自由网下飞行轨迹，采用事后计算，不需要使用信号线进行连接，能够避免航摄相机和GPS设备之间因为信号影响产生的同步误差。
Description
技术领域
本实用新型属于航空摄影测量技术领域，具体涉及一种无人机航摄站点坐标求解装置。
背景技术
近年来，轻小型测绘无人机以其成本低、灵活机动强、获取的影像分辨率高等特点，已广泛应用在应急测绘数据获取、海岛礁测绘、困难地区测绘等领域，是我国测绘航摄的重要手段和装备。GPS辅助空中三角形测量技术是提高无人机的作业效率的常用手段，为了实现GPS辅助空中三角形测量，就必须能够实现GPS设备与航测相机之间的同步，在现有的无人机航空摄影技术中，为了实现航摄相机与GPS设备的同步所采用的主要解决方案有以下三种：一、利用Y型线，将航摄相机和GPS设备并联到一起，但是由于GPS设备得到的信号时刻并不是航摄相机曝光的时刻，由于快门打开的时间并不是确定的，周围环境的改变相应的快门曝光时间也会有变化，造成GPS设备获取的时间精度误差大，从而影响到曝光点的坐标精度；二、通过航摄相机闪光灯的信号实现航摄相机和GPS设备的同步，这种方式在一定程度上提高了同步的精度，使得时间误差仅仅存在于航摄相机快门曝光的误差，有较高的精度；三、从航摄相机CCD处直接获得航摄相机曝光瞬间的信号，将此信号供给GPS设备，这种方式是精度最好的方式，能够直接获取航摄相机感光瞬间的信号，从而精确求得摄站点的坐标，但是这种方式需要专业的航摄相机才能够实现对于一般测绘公司来说应用成本过高。
为了解决上述问题，提出了一种航摄相机和GPS设备独立工作的无人机航摄站点坐标求解装置，通过GPS设备测量的飞行轨迹约束航摄相机测量得到的飞行相似轨迹，采用事后计算，不需要使用信号线进行连接，能够避免航摄相机和GPS设备之间因为信号影响产生的同步误差，同时也能降低硬件使用时的难度，使用效果好。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种无人机航摄站点坐标求解装置及方法，其本实用新型结构简单、设计合理，对机载GPS数据和地面GPS数据采用事后计算的方法来获取摄站点坐标，避免了实时差分中存在的由于数据传输以及整周跳变对测量精度的影响，对航摄相机和GPS设备之间的曲线拟合采用事后计算，避免因为信号影响产生的同步误差，提高了摄站点坐标精度。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种无人机航摄站点坐标求解装置，其特征在于：包括无人机搭载机构和地面基准站，所述无人机搭载机构上设置有机载GPS接收机和航摄数据采集单元，所述地面基准站上设置有地面GPS接收机和用于进行数据处理的计算机，所述机载GPS接收机包括第一微控制器和飞机GPS天线，所述飞机GPS天线与第一微控制器之间接有飞机GPS芯片，所述第一微控制器接有飞机GPS数据存储器，所述飞机GPS数据存储器与计算机通过通信接口连接；所述航摄数据采集单元包括用于采集测区影像信息的航摄相机和用于存储航摄相机信息的存储卡，所述存储卡与计算机通过通信接口连接；所述地面GPS接收机包括第二微控制器和地面GPS天线，所述地面GPS天线和第二微控制器之间接有地面GPS芯片，所述第二微控制器接有地面GPS数据存储器，所述地面GPS数据存储器与计算机通过通信接口连接。
上述的一种无人机航摄站点坐标求解装置，其特征在于：所述飞机GPS天线和飞机GPS芯片采用屏蔽线连接，所述地面GPS天线和地面GPS芯片采用屏蔽线连接。
上述的一种无人机航摄站点坐标求解装置，其特征在于：所述通信接口为USB接口。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型的结构简单、设计合理，实现及使用操作方便。
2、本实用新型通过增加飞机GPS数据存储器将测量过程中得到的机载GPS数据进行保存，通过增加地面GPS数据存储器将测量过程中得到的地面GPS数据进行保存，对机载GPS数据和地面GPS数据采用事后计算，测量结束后，对测量得到的数据进行计算，不需要使用信号线进行连接，避免了实时差分中存在的由于数据传输以及整周跳变对测量精度的影响。
3、本实用新型对航摄相机和GPS设备之间的曲线拟合采用事后计算，避免因为信号影响产生的同步误差，提高了摄站点坐标精度，同时也能降低硬件使用时的难度，使用效果好。
综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，对机载GPS数据和地面GPS数据采用事后计算的方法来获取摄站点坐标，避免了实时差分中存在的由于数据传输以及整周跳变对测量精度的影响，对航摄相机和GPS设备之间的曲线拟合采用事后计算，避免因为信号影响产生的同步误差，提高了摄站点坐标精度。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型无人机航摄站点坐标求解装置的电路框图。
附图标记说明:
1—飞机GPS数据存储器；2—飞机GPS天线；
3—飞机GPS芯片；4—第一微控制器；5—存储卡；
6—航摄相机；7—地面GPS天线；8—地面GPS芯片；
9—第二微控制器；10—地面GPS数据存储器；
11—计算机。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括无人机搭载机构和地面基准站，所述无人机搭载机构上设置有机载GPS接收机和航摄数据采集单元，所述地面基准站上设置有地面GPS接收机和用于进行数据处理的计算机11，所述机载GPS接收机包括第一微控制器4和飞机GPS天线2，所述飞机GPS天线2与第一微控制器4之间接有飞机GPS芯片3，所述第一微控制器4接有飞机GPS数据存储器1，所述飞机GPS数据存储器1与计算机11通过通信接口连接；所述航摄数据采集单元包括用于采集测区影像信息的航摄相机6和用于存储航摄相机6信息的存储卡5，所述存储卡5与计算机11通过通信接口连接；所述地面GPS接收机包括第二微控制器9和地面GPS天线7，所述地面GPS天线7和第二微控制器9之间接有地面GPS芯片8，所述第二微控制器9接有地面GPS数据存储器10，所述地面GPS数据存储器10与计算机11通过通信接口连接。
本实施例中，所述飞机GPS天线2和飞机GPS芯片3采用屏蔽线连接，所述地面GPS天线7和地面GPS芯片8采用屏蔽线连接。
采用屏蔽线连接可以有效屏蔽外界对导线中传输信号的干扰。
本实施例中，所述通信接口为USB接口。
具体实施时，将飞机GPS数据存储器1、飞机GPS天线2、飞机GPS芯片3、第一微控制器4、航摄相机6和存储卡5都搭设在无人机上，通过航摄相机6采集测区影像信息，存储卡5用于存储测区影像信息，航摄相机6进行数据采集时依据相关的航测规范进行影像采集，那么自由网情况下得到的飞行轨迹数据，摄站点坐标的时间间隔是一定的。利用飞机GPS天线2和飞机GPS芯片3用于接收卫星信号，并通过第一微控制器4将卫星信号存储在飞机GPS数据存储器1上，利用地面GPS天线7和地面GPS芯片8在地面上接收卫星信号，并通过第二微控制器9将卫星信号存储在地面GPS数据存储器10上，飞机GPS芯片3和地面GPS芯片8采集GPS数据的数据更新率均为10HZ。GPS数据采集和测区影像信息采集之间不需要进行数据通讯，完全独立工作进行数据采集。计算机11调用地面GPS数据存储器10、飞机GPS数据存储器1和存储卡5中的数据，计算机11对机载GPS数据和地面GPS数据进行计算，将地面站作为差分基准站，将测得的机载GPS数据与已知的地面GPS数据进行比较，确定误差，得出准确的改正值，以此GPS飞行轨迹，即为事后差分GPS的工作过程。计算机11对影像信息进行空三处理，得到自由网情况下摄站点的坐标，即自由网情况下飞行轨迹。在对两条飞行进行相似变换、空间直线参数提取，利用GPS飞行轨迹约束自由网下飞行轨迹，最终得到相应的摄站点坐标。
以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种无人机航摄站点坐标求解装置，其特征在于：包括无人机搭载机构和地面基准站，所述无人机搭载机构上设置有机载GPS接收机和航摄数据采集单元，所述地面基准站上设置有地面GPS接收机和用于进行数据处理的计算机(11)，所述机载GPS接收机包括第一微控制器(4)和飞机GPS天线(2)，所述飞机GPS天线(2)与第一微控制器(4)之间接有飞机GPS芯片(3)，所述第一微控制器(4)接有飞机GPS数据存储器(1)，所述飞机GPS数据存储器(1)与计算机(11)通过通信接口连接；所述航摄数据采集单元包括用于采集测区影像信息的航摄相机(6)和用于存储航摄相机(6)信息的存储卡(5)，所述存储卡(5)与计算机(11)通过通信接口连接；所述地面GPS接收机包括第二微控制器(9)和地面GPS天线(7)，所述地面GPS天线(7)和第二微控制器(9)之间接有地面GPS芯片(8)，所述第二微控制器(9)接有地面GPS数据存储器(10)，所述地面GPS数据存储器(10)与计算机(11)通过通信接口连接。
2.按照权利要求1所述的一种无人机航摄站点坐标求解装置，其特征在于：所述飞机GPS天线(2)和飞机GPS芯片(3)采用屏蔽线连接，所述地面GPS天线(7)和地面GPS芯片(8)采用屏蔽线连接。
3.按照权利要求1所述的一种无人机航摄站点坐标求解装置，其特征在于：所述通信接口为USB接口。
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| CN201720174059.1U CN206479174U (zh) | 2017-02-26 | 2017-02-26 | 一种无人机航摄站点坐标求解装置 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106643670A (zh) * | 2017-02-26 | 2017-05-10 | 西安大地测绘股份有限公司 | 一种无人机航摄站点坐标求解装置及方法 |
| CN108489466A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-04 | 华北水利水电大学 | 一种山区航测无人机像控点坐标测量方法 |
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2017
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| CN108489466B (zh) * | 2018-03-07 | 2019-10-18 | 华北水利水电大学 | 一种山区航测无人机像控点坐标测量方法 |
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