無論是陸地測繪還是海洋測繪,測繪行業(yè)都是朝著航空方向發(fā)展。下面結合搜索到的論文和相關網(wǎng)頁,總結下無人機測深的方法,總共有三種:1)機載激光雷達;2)機載探地雷達(GPR);3)機載高精度測深儀。
1、機載激光雷達
20世紀70年代,人們發(fā)現(xiàn)波長470~580nm之間的藍綠光衰減系數(shù)最小,機載激光測深技術得到了迅速的發(fā)展。如今,機載激光測深系統(tǒng)為淺海、島礁、暗礁等傳統(tǒng)手段難以開展的水深測量提供了新的解決方案。其特點是:精度高、分辨率高、靈活機動、測點密度高、測量周期短和覆蓋面廣,可同時測量水上、水下三維地形,真正實現(xiàn)了水陸一體化無縫測量。
雙色激光機載LiDAR測深系統(tǒng)利用裝在飛機下部的激光發(fā)射器斜向海面發(fā)射兩種不同波長的激光束,1064nm波長的紅外光無法穿透海面而被海面反射,532nm波長的藍綠光以一定折射角度穿透海面到達海底并被海底反射:這兩種激光束均被光學接收系統(tǒng)接收,利用兩種激光束返回的時間差和藍綠光的入射角度、海水折射率等因素綜合計算,得出測量點的瞬時水深值,再與定位信息、姿態(tài)信息、潮汐數(shù)據(jù)結合,就可得到測量點在地理坐標系下的位置和基于深度基準面的水深值。
單色激光機載LiDAR測深系統(tǒng)采用波長532nm的藍綠光作為激光器發(fā)射光源,一部分從海面返回,一部分穿透海面從海底返回,利用二者到達接收器的時間差,即可計算出海水的深度。采用單色激光作為發(fā)射源,是機載LiDAR測深系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
上圖這種機載激光雷達設備都比較大,一般裝在大型固定翼飛機上。
ASTRALiTe EDGE是世界上第一臺小型地形和測深掃描激光雷達LiDAR,可通過小型無人機檢測小型水下物體、測量淺水深度和測量關鍵的水下基礎設施。
2、機載探地雷達(GPR)
利用無人機與探地雷達(Ground-penetratingradar,GPR)結合而成為一套機載探地雷達,就能夠輕松的對地面、冰層、積雪、巖石、水域、路政、工程建筑等多種區(qū)域進行快速測量,使得作業(yè)更高效、節(jié)約了人力物力、避免了風險、且可確保提供準確可靠的數(shù)據(jù)。
SE-70/SE-150機載探地雷達使用插入式主機,搭載SE-70或SE-150型天線,中心頻率分別為70MHz和150MHz,重5Kg,適用于A660等多種無人機平臺。SE-70/SE-150機載探地雷達非常適合陡峭的海岸,采礦坑,淺水區(qū),地形障礙等難以到達的位置以及池塘,湖泊和運河的水域,無需為部署/回收而大量進入水域。值得一提的是,該系統(tǒng)可在不與水接觸的情況下運行,測量具有強流的湖泊和河流以及受污染的水域;允許進行15米的深水勘探,在水被冰覆蓋的情況下也可以。技術參數(shù)見下表:
3、機載高精度測深儀
利用無人機搭載高精度測深儀,可方便快捷地獲取水深數(shù)據(jù),快速獲取河流和湖泊的水深及剖面圖,進行科學研究和環(huán)境監(jiān)測。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:朝著航空方向發(fā)展,采用無人機測深的三種方法
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