卫星无人机测控技术(无人机测绘系统组成包括哪6种)

一、无人机如何导航

无人机导航技术优缺点分析

目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点，因此，在劲鹰无人机导航中，要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航技术至关重要。

1、惯性导航。优点是不依赖外界任何信息实现完全自主的导航，隐蔽性好，不受外界干扰，不受地形影响，能够全天候工作。缺点是定位误差是随时间积累的累积误差，精度受到惯导系统的影响。

2、GPS导航。优点是全球性、全天候、连续精密导航与定位能力，实时性较出色。缺点是易受电磁干扰;GPS系统接收机的工作受飞行器机动的影响，比如GPS的信号更新频率一般在1 Hz～2 Hz，如果飞行器需要快速更新导航信息，单独搭载GPS系统就不能满足飞行器更新信息的需要。

3、多普勒导航。优点是自主性好，反应快，抗干扰性强，测速精度高，能用于各种气候条件和地形条件。缺点是工作时必须发射电波，因此其隐蔽性不好;系统工作受地形影响，性能与反射面的形状有关，如在水平面或沙漠上空工作时，由于反射性不好就会降低性能;精度受天线姿态的影响;测量有积累误差，系统会随飞行距离的增加而使误差增大。

4、地形辅助导航。优点是没有累积误差，隐蔽性好，抗干扰性能较强。缺点是计算量较大，实时性受到制约;工作性能受地形影响，适合起伏变化大的地形，不适宜于在平原或者海面使用;同时还受天气影响，在大雾和多云等天气条件下导航效果不佳;要求飞行器按照规定的路线飞行，不利于飞行器的机动性。

5、地磁导航。地磁导航具有无源、无辐射、隐蔽性强，不受敌方干扰、全天时、全天候、全地域、能耗低的优良特征，导航不存在误差积累，在跨海制导方面有一定的优势。缺点是地磁匹配需要存储大量的地磁数据;实时性与计算机处理数据的能力有关。

6、组合导航

组合导航是指把两种或两种以上的导航系统以适当的方式组合在一起，利用其性能上的互补特性，可以获得比单独使用任一系统时更高的导航性能。除了可以将以上介绍的导航技术进行组合之外，还可以应用一些相关技术提高精度，比如大气数据系统、航迹推算技术等。

1.INS/GPS组合导航系统

组合的优点表现在:对惯导系统可以实现惯性传感器的校准、惯导系统的空中对准、惯导系统高度通道的稳定等，从而可以有效地提高惯导系统的性能和精度;对GPS系统来说，惯导系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力，提高接收机动态特性和抗干扰性。另外，INS/GPS综合还可以实现GPS完整性的检测，从而提高可靠性。另外，INS/GPS组合可以实现一体化，把GPS接收机放入惯导部件中，以进一步减少系统的体积、质量和成本，便于实现惯导和GPS同步，减小非同步误差。INS/GPS组合导航系统是目前多数无人飞行器所采用的主流自主导航技术［7-8］。美国的全球鹰和捕食者无人机都是采用这种组合导航方式。

2.惯导/多普勒组合导航系统这种组合方式既解决了多普勒导航受到地形因素的影响，又可以解决惯导自身的累积误差，同时在隐蔽性上二者实现了较好的互补。

3.惯导/地磁组合导航系统

利用地磁匹配技术的长期稳定性弥补惯系统误差随时间累积的缺点，利用惯导系统的短期高精度弥补地磁匹配系统易受干扰等不足，则可实现惯性/地磁导航，具备自主性强、隐蔽性好、成本低、可用范围广等优点，是当前导航研究领域的一个热点。

4.惯导/地形匹配组合导航系统

由于地形匹配定位的精度很高，因此可以利用这种精确的位置信息来消除惯性导航系统长时间工作的累计误差，提高惯性导航系统的定位精度。由于地形匹配辅助导航系统具有自主性和高精度的突出优点，将其应用于装载有多种图像传感器的无人机导航系统，构成惯性/地形匹配组合导航系统，将是地形匹配辅助导航技术发展和应用的未来趋势。

5.GPS/航迹推算组合导航系统

航迹推算的基本原理:在GPS失效情况下，依据大气数据计算机测得的空速、磁航向测得的真北航向以及当地风速风向，推算出地速及航迹角。当GPS定位信号中断或质量较差时，由航迹推算系统确定无人机的位置和速度;当GPS定位信号质量较好时，利用GPS高精度的定位信息对航迹推算系统进行校正，从而构成了高精度、高可靠性的无人机导航定位系统，在以较高质量保证了飞行安全和品质的同时，有效降低了系统的成本，使无人机摆脱对雷达、测控站等地面系统的依赖。

二、无人机测绘系统组成包括哪6种

一、飞行平台

飞行平台有三部分：机身对整个系统起保护作用；动力装置提供飞行动力；飞行控制系统控制飞行轨迹。

1机身

固定翼无人机机身的材质一般是由 epp（聚丙烯塑料发泡材料）、epo（发泡聚苯乙烯聚乙烯混合体）、玻璃钢、木材等高强度低质量的材质构成；多旋翼无人机机身一般是由碳纤维材料作为主要材质。

（1）飞机包装箱内部构造和主体机架



（2）快拆式碳纤螺旋桨、机臂和支架



（3）快速安装动力电池、充电器（电芯电压监测，充电电流调节）



（4）快拆式云台相机和遥控器



2动力装置

无人机的动力一般是由锂电池，汽油，油电混合，氢（德国）等能源提供，比较常见的是由锂电池提供的，由于锂电池的储存能力的不足，致使旋翼无人机飞行时间较短。

3飞行控制系统

飞行控制系统是整个飞行平台最重要的部分，主要由飞控电板、惯性导航系统（IMU）、气压和空速传感器、GPS接收机等几个部分组成。飞行控制电板能够按照提前规划好的线路控制飞机的飞行姿态，气压和空速传感器能够实时监测飞机的飞行速度和周围气压的情况，GPS接收机和 IMU惯性导航系统能够提供曝光瞬间像片的位置信息和姿态参数。对于执行摄影测量任务的无人机，只要在飞行前规划好了航线，无人机就会按照规划的航线自动形成飞行任务。

二、任务装置

民用无人机任务装置主要包括通信中继设备，红外遥感蔽障设备，航向规划设备等。

三、地面控制站

无人机地面控制站主要包括显示系统、控制系统和数据传输系统三部分组成。显示系统主要用来实时显示无人机的飞行状态。无人机 GPS接收机锁定的卫星数量，云台角度和相机的曝光数量等参数；控制系统主要是通过航向规划软件规划好飞行轨迹来控制飞机的飞行，或者通过控制台手动控制飞机的飞行；数据传输系统主要作用是将无人机的各项飞行参数实时的传送到控制系统中，控制系统和显示系统通过数据传输线将数据传输到显示系统中。

三、无人机有哪些飞行规定

日前，国务院、中央军委公布《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，2024年 1月 1日起在中国大陆施行。这是我国无人驾驶航空器管理的首部专门行政法规，对于无人机行业的发展有着重大意义。

常见问题

1.《条例》颁布后对我的飞行有没有影响？

《条例》自 2024年 1月 1日起施行，目前尚未正式执行。您仍按现有规定使用无人机即可。

2.《条例》颁布后，对普通消费者购买或使用无人机有什么影响？

《条例》让用户有更加明确的指引，明确了当前无人机分类、对应的适飞空域、简化了不同类别无人机对应的申报流程、明确了各类无人机的使用门槛，如飞行执照、责任险等，《条例》同时也明确了国家空中交通管理领导机构将统筹建设无人驾驶航空器一体化综合服务平台，从根本上解决困扰大多数无人机用户飞行合法性的问题，促进整个行业健康、有序发展。

3.您的无人机属于什么类型？是否需要实名登记、驾驶执照、投保责任险？

请注意：DJI Mini系列无人机虽然重量<250克，但因无线电发射设备超出微功率短距离要求，因此归类为轻型无人机。

4.哪些无人机类型适用于融合飞行?是否需要经过空中交通管理机构批准？最高可申请到多少高度?

[1]融合飞行，是指无人驾驶航空器与有人驾驶航空器同时在统一空域内的飞行。

[2]以上提到的高度均为「真高」。

5.如何理解“适飞空域”及“管制空域”的概念？

《条例》针对无人机，创设了“适飞空域”和“管制空域”的新概念。管制空域主要包括空中禁区、空中危险区、机场、国境线、边境线、军事禁区、军事管理区、射电天文台、易燃易爆危险品的企业和仓库等需要重点保护的核心、敏感区域，除管制空域以外的 120米以下空域划为“适飞空域”，开放给运行安全风险相对较小的微、轻、小型、农业无人机用户使用，降低合法飞行的门槛。

详细内容如下：

·管制空域

1.真高 120米以上空域

2.空中禁区、空中限制区以及周边空域

3.军用航空超低空飞行空域

4.下方其他八大区域

(1)机场以及周边一定范围的区域；

(2)国界线、实际控制线、边境线向我方一侧一定范围的区域；

(3)军事禁区、军事管理区、监管场所等涉密单位以及周边一定范围的区域；

(4)重要军工设施保护区域、核设施控制区域、易燃易爆等危险品的生产和仓储区域，以及可燃重要物资的大型仓储区域；

(5)发电厂、变电站、加油(气)站、供水厂、公共交通枢纽、航电枢纽、重大水利设施、港口、高速公路、铁路电气化线路等公共基础设施以及周边一定范围的区域和饮用水水源保护区；

(6)射电天文台、卫星测控(导航)站、航空无线电导航台、雷达站等需要电磁环境特殊保护的设施以及周边一定范围的区域；

(7)重要革命纪念地、重要不可移动文物以及周边一定范围的区域；

(8)国家空中交通管理领导机构规定的其他区域。

管制空域的具体范围由各级空中交通管理机构按照国家空中交通管理领导机构的规定确定，由设区的市级以上人民政府公布，民用航空管理部门和承担相应职责的单位发布航行情报。

·适飞空域

管制空域范围以外的空域为微型、轻型、小型无人驾驶航空器的适飞空域。

6.《条例》颁布后，对飞行的限高有哪些影响？

运行安全风险相对较小的微、轻、小型无人机在适飞空域飞行，操控员不应超过真高 120米以上飞行；

管制空域依审批决定飞行高度，按照《条例》规定，未经空中交通管理机构批准，不得在管制空域内实施无人驾驶航空器飞行活动。

当有人驾驶航空器与无人机同时出现在同一空域内时，轻、小、中型无人机不得超过真高 300米以上飞行；大型无人机依审批决定最终飞行高度。

7.飞行申请审批周期一般多长？需要提前多久报批？

审批适用于在管制区域的飞行申报及融合飞行的部分高度及机型申报。用户需最晚飞行前一日中午 12点前申报，审批最晚在当日 21点前出结果。

8.根据 DJI大疆划设的限飞区能判断是否处于管制空域吗?

目前大疆的禁飞区含部分管制区域，如机场等。大疆的电子围栏是企业根据飞行安全自行划定的，未来也会在政策法规明确后再做调整。