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| 編輯推薦： |
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本书在理论的基础上，更侧重从实践的角度探讨，实用性特强。在作者写作中，几乎参考了国内全部相关文献，是一部无人机测量方面的行业荟萃。
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| 內容簡介： |
近年来，无人机移动测量技术发展迅速，已广泛应用于多个领域。本书结合作者的研究工作，系统、深入地介绍了无人机移动测量的概念、理论和方法。主要内容包括无人机移动测量系统特点与组成、无人机移动测量数据快速获取与处理技术方法、无人机移动测量作业要求，以及无人机移动测量在应急保障、数字城市建设、地理国情监测等方面的应用。
本书可供从事航空影像获取、无人机系统研究等领域的科研工作者和工程技术人员参考使用，也可作为高等院校相关专业教学和研究的参考资料。
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| 關於作者： |
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程多祥，高级测绘工程师。长期从事四川省应急测绘保障工作，具有丰富的应急测绘工作实战经验。
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| 目錄：
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第1章 综 述…………………………………………………………………………………… 1
§1.1 无人机移动测量及特点…………………………………………………………… 1
1.1.1 无人机移动测量概念………………………………………………………… 1
1.1.2 无人机移动测量特点………………………………………………………… 2
§1.2 无人机移动测量技术及应用进展………………………………………………… 3
1.2.1 无人机移动测量技术进展…………………………………………………… 3
1.2.2 无人机移动测量应用进展…………………………………………………… 6
§1.3 应急无人机移动测量及其应用需求……………………………………………… 7
1.3.1 应急无人机移动测量………………………………………………………… 8
1.3.2 应急无人机移动测量应用需求……………………………………………… 8
第2章 无人机移动测量系统………………………………………………………………… 10
§2.1 无人机移动测量系统构成………………………………………………………… 10
§2.2 无人机移动测量系统工作流程…………………………………………………… 12
§2.3 无人机移动测量飞行平台………………………………………………………… 12
2.3.1 固定翼无人机………………………………………………………………… 14
2.3.2 无人直升机…………………………………………………………………… 17
2.3.3 多旋翼无人机………………………………………………………………… 21
2.3.4 无人飞艇……………………………………………………………………… 24
§2.4 无人机移动测量飞行控制………………………………………………………… 27
2.4.1 飞行控制系统组成…………………………………………………………… 28
2.4.2 飞行控制方式………………………………………………………………… 32
2.4.3 飞行控制关键技术…………………………………………………………… 36
§2.5 无人机移动测量任务载荷………………………………………………………… 39
2.5.1 光学相机……………………………………………………………………… 40
2.5.2 红外传感器…………………………………………………………………… 48
2.5.3 倾斜摄影相机………………………………………………………………… 49
2.5.4 机载激光雷达………………………………………………………………… 52
2.5.5 视频摄像机…………………………………………………………………… 54
§2.6 无人机移动测量飞行平台系统适应性设计……………………………………… 56
2.6.1 飞行平台系统改造需求分析及改造设计…………………………………… 56
2.6.2 无人机移动测量飞行平台系统改造………………………………………… 57
第3章 无人机移动测量数据快速获取、传输与管理………………………………………… 66
§3.1 无人机移动测量数据……………………………………………………………… 66
3.1.1 数据特点……………………………………………………………………… 66
3.1.2 数据种类……………………………………………………………………… 66
§3.2 数据快速获取……………………………………………………………………… 68
3.2.1 技术准备与航线设计………………………………………………………… 69
3.2.2 设备检查与安装调试………………………………………………………… 74
3.2.3 飞行作业与飞行器回收……………………………………………………… 79
3.2.4 故障处理与任务总结………………………………………………………… 83
3.2.5 作业保障与使用维护………………………………………………………… 84
§3.3 数据传输与接收…………………………………………………………………… 86
3.3.1 传输系统组成………………………………………………………………… 87
3.3.2 系统功能特点………………………………………………………………… 93
3.3.3 数据传输原理………………………………………………………………… 93
3.3.4 系统设计原则………………………………………………………………… 99
3.3.5 系统关键技术……………………………………………………………… 100
3.3.6 未来发展趋势……………………………………………………………… 104
§3.4 数据压缩编码…………………………………………………………………… 105
3.4.1 数据压缩原理……………………………………………………………… 107
3.4.2 压缩编码技术……………………………………………………………… 108
3.4.3 压缩编码标准……………………………………………………………… 116
3.4.4 压缩传输方案……………………………………………………………… 122
3.4.5 压缩质量评价……………………………………………………………… 124
3.4.6 压缩技术发展趋势………………………………………………………… 127
§3.5 数据存储与管理………………………………………………………………… 127
3.5.1 数据库信息特征…………………………………………………………… 127
3.5.2 面临的问题………………………………………………………………… 129
3.5.3 基本解决法案……………………………………………………………… 130
3.5.4 数据存储与管理系统……………………………………………………… 136
3.5.5 数据共享…………………………………………………………………… 138
第4章 无人机移动测量数据处理…………………………………………………………… 144
§4.1 数据处理总体技术流程………………………………………………………… 144
4.1.1 数据处理特点……………………………………………………………… 144
4.1.2 数据处理技术流程………………………………………………………… 145
§4.2 数据预处理……………………………………………………………………… 146
4.2.1 飞行质量检查……………………………………………………………… 147
4.2.2 几何校正…………………………………………………………………… 147
4.2.3 航带整理…………………………………………………………………… 161
§4.3 空中三角测量…………………………………………………………………… 163
4.3.1 空中三角测量原理………………………………………………………… 163
4.3.2 空中三角测量方法………………………………………………………… 164
4.3.3 空中三角测量流程………………………………………………………… 164
4.3.4 空中三角测量精度评价…………………………………………………… 167
§4.4 影像匹配………………………………………………………………………… 169
4.4.1 影像匹配定义及难点……………………………………………………… 169
4.4.2 影像匹配方法……………………………………………………………… 169
§4.5 影像融合………………………………………………………………………… 173
4.5.1 直接平均融合法…………………………………………………………… 174
4.5.2 线性加权融合法…………………………………………………………… 174
4.5.3 范数融合法………………………………………………………………… 175
4.5.4 多频带融合法……………………………………………………………… 175
4.5.5 **拼接线法……………………………………………………………… 177
§4.6 影像分类与信息提取…………………………………………………………… 178
4.6.1 面向对象分类……………………………………………………………… 178
4.6.2 决策树分类………………………………………………………………… 180
4.6.3 基于分形理论分类………………………………………………………… 181
4.6.4 支持向量机分类…………………………………………………………… 183
4.6.5 人工神经网络分类………………………………………………………… 184
§4.7 测绘产品生产…………………………………………………………………… 186
4.7.1 数字高程模型……………………………………………………………… 187
4.7.2 数字正射影像……………………………………………………………… 188
4.7.3 数字栅格地图……………………………………………………………… 190
4.7.4 数字线划图………………………………………………………………… 192
4.7.5 应急影像图………………………………………………………………… 193
§4.8 无人机影像处理软件…………………………………………………………… 194
4.8.1 国外常用影像处理软件…………………………………………………… 195
4.8.2 国内常用影像处理软件…………………………………………………… 209
4.8.3 软件应急适用性分析―――以IPS、INPHO、PixelGrid为例……………… 213
§4.9 高效能数据处理技术…………………………………………………………… 222
4.9.1 集群并行处理技术………………………………………………………… 222
4.9.2 GPU 处理技术……………………………………………………………… 227
第5章 无人机移动测量作业基本要求……………………………………………………… 229
§5.1 数据产品生产质量控制………………………………………………………… 229
5.1.1 外业控制…………………………………………………………………… 229
5.1.2 初始数据控制……………………………………………………………… 230
5.1.3 产品质量控制……………………………………………………………… 233
§5.2 常规测量成果整理与验收……………………………………………………… 233
5.2.1 测量成果整理……………………………………………………………… 233
5.2.2 测量成果验收……………………………………………………………… 235
§5.3 无人机移动测量应急响应预案………………………………………………… 236
5.3.1 无人机移动测量应急组织体系…………………………………………… 236
5.3.2 无人机移动测量应急响应………………………………………………… 237
5.3.3 无人机移动测量应急保障………………………………………………… 238
第6章 无人机移动测量应用………………………………………………………………… 241
§6.1 无人机移动测量在应急保障中的应用………………………………………… 241
6.1.1 无人机移动测量在地质灾害应急测绘保障中的应用…………………… 241
6.1.2 无人机移动测量在森林火灾应急测绘保障中的应用…………………… 249
6.1.3 无人机移动测量在公共安全应急测绘保障中的应用…………………… 251
§6.2 无人机移动测量在数字城市建设中的应用…………………………………… 251
6.2.1 无人机移动测量城市三维建模中的应用………………………………… 251
6.2.2 无人机移动测量在城市规划中的应用…………………………………… 253
§6.3 无人机移动测量在地理国情监测中的应用…………………………………… 255
§6.4 无人机移动测量在传统测量领域的应用……………………………………… 257
6.4.1 无人机移动测量在大比例尺基础测绘中的应用………………………… 257
6.4.2 无人机移动测量在土地利用现状调查中的应用………………………… 258
6.4.3 无人机移动测量在其他传统测量领域中的应用………………………… 260 §6.5 无人机移动测量在电力巡检中的应用………………………………………… 262
参考文献………………………………………………………………………………………… 265
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| 內容試閱：
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（3）舵机舵面。对于高可靠性飞控系统，要求气动结构提供丰富的冗余舵面，以全球鹰为例，至少配有4片副翼、4片等效升降舵、4片等效方向舵。每个舵面均配置1个独立舵机，同一机翼上的舵面不同段由不同的飞行控制计算机控制，不同机翼但位置对称（同为内侧或外侧）的操纵面由同一飞行控制计算机控制。舵机的余度可以灵活考虑，在一定的可靠性指标下，当存在气动冗余且具备故障舵面回中的能力时可以采用单余度舵机。若气动冗余较低，只实现单余度或部分舵面二余度，则要通过采用余度舵机技术来提高舵机的可靠性，使得飞控总体的可靠性保持在允许的水平。由于目前发动机的油门伺服系统多为机械伺服系统，可靠性比电器系统高一个数量级，因而不配置余度；自动油门的执行机构——舵机，配置二余度。
（4）飞控计算机。飞控计算机是整个飞控系统中的核心部件，它的可靠性及功能直接关系到系统的技术指标能否实现。飞行控制系统采用了主／主／备的配置方案，由3台飞控计算机同时工作。如果一台计算机出现故障，则通过逻辑开关自动切换到备份计算机。计算机采用非相似余度，这样可以防止硬件的共性故障，减少发生故障的概率。
（5）通信。对于大中型无人机，多采用4通道方式，即2个视距内链路和2个视距外链路，具有较高的可靠性。另外即使通信系统中断，无人机飞行管理系统也可以控制飞机自动返航。
除了采用硬件余度技术外，还设计了软件余度，如针对可能出现的应急情况设计应急控制方案，针对舵面和执行机构等可能出现的故障设计重构的控制律，针对能源不足的问题设计节能控制方案等。软件的非相似余度结构，可保证因软件故障的系统二次故障安全要求。
2.4.2飞行控制方式
无人机的控制已从遥控、程序控制，发展到可以针对自身的状态变化、具有故障诊断和重构的自适应控制。随着各种新技术的不断应用，无人机系统的复杂性及功能的自动化程度等日益增加。由于作业环境的高度动态化、不确定性以及飞行任务的复杂性，使得规划与决策成为无人机面临的新的技术挑战，各种基于程序化的自动控制策略已经不能满足未来先进多功能无人机对复杂环境下的多任务的需求，自主飞行控制能力的提高将是未来无人机飞行控制系统发展的主要目标（王英勋等，2009）。
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