基于DA42MPP飞机的摄影测量集成方案分析

2019-06-15 11:07:14

中电科芜湖钻石飞机制造有限公司安徽芜湖 241000

1 引言

目前，国内的航拍航测任务主要依靠运-5的改进型飞机和塞斯纳208B飞机平台以及少量的其他平台，比如空中国王、泰克南、大棕熊等[1]。越来越低的市场价格和航测任务的高成本，极大地阻碍了国内航测技术发展。

本文通过DA42MPP飞机与UCE M3航摄仪进行集成以及飞行试验，总结出一种更加高效经济的航空摄影测量设备集成方案。

2.1 DA42MPP飞机简介 DA42-MPP(Multi-Purpose Platform)是基于DA42NG开发的特种飞机。它最大的特点是“一机多用”。通过加装相应任务载荷，可用于航空地理测绘、植被分析、侦查巡逻等多个领域。它的主要性能参数如表1所示：

表1 DA42-MPP地理星性能参数

最大航程 1929km 最大/失速速度307km/h，140km/h油箱容量 289L 最大作业时间 11.9小时油耗 24.2升/时有效载荷 591Kg

2.2 DA42MPP飞机特点

1.低运营成本：飞机最低耗油率为每小时24.2升航空煤油。

2.航煤发动机：飞机安装涡轮增压发动机，使用航空煤油(China：GB 6537-2006))，具有高可靠性。

3.高可靠性、高安全性：飞机提供昼夜目视仪表飞行，G1000提供自动驾驶功能，单发动机仍具备爬升，可适应多种飞行环境。

4.全复合材料机身：飞机机身运用全新复合材料，其机体结构免维护。

3.1 UCEM3航摄仪简介 UltraCam Eagle系列框幅式相机为奥地利Vexcel公司于2011年推出的新一代数码航摄仪，可进行大区域、高分辨率、大重叠航摄数据的快速获取。M3为此系列最新款航摄仪。它的主要性能参数如表2所示：

表2 UCEM3主要性能参数

3.2 UCE M3航摄仪特点

1.M3的传感器由4个全色高分辨率光学镜头和4个彩色多光谱镜头组成，拥有4.5亿超大像素幅面。

2.M3可使用四种不同焦距的用户可更换镜头系统。

3.M3将所有部件高度集成在相机镜头内部，具有超高的集成度。

4.M3具有最新一代非机械时延积分像移补偿技术，最大像移补偿能力达50像素。

5.M3采用磁盘阵列固态存储，存储能力达到10TB(～4600张影像)。

4.1 集成方案 DA42 MPP飞机加改装位置主要有四部分：机鼻部位、机腹部位、机背部位以及舱内行李舱部位，改装能力极强。

UCEM3航摄仪全套设备主要有五部分组成：座架为GSM 4000，通过飞机预留接口固定在机鼻舱内；传感器单元通过连接支架固定在稳定平台上；GPS天线固定在机鼻舱罩之上；计算机单元固定在行李舱位置；显示控制设备为方便人员操作固定在副驾驶座椅后支架上。

4.2 技术设计本次飞行试验选取某面积为100km2的区域，形状近似为矩形，东西长约4km，南北长约25km。地面分辨率(GSD)为0.1m，航向重叠及旁向重叠分别为60%和35%，由北向南敷设3条航线，测区平均高程为50m，绝对航高设为1950m。采用POS辅助航空摄影技术进行数据采集。

4.3 飞行试验本次飞行总耗时1小时，作业时间为30分钟，飞机平均巡航速度为220km/h。相片数为180张。

通过Applanix公司的POSPacMMS软件进行POS精度解算；利用Vexcel公司研发适配的UltraMap软件进行数据处理。各项结果表明各项精度误差均能满足试验要求。图1为DOM产品部分影像截图。

图1 DOM产品

本文结合理论与实践，通过DA42MPP通用飞机与UCE M3航摄仪的摄影测量集成方案分析，验证载荷设备和飞机平台的集成性。且通过数据结果的质量分析，此集成方案完全可以满足日常工程应用中的使用。可为业内航测业务开展提供更加经济高效的集成方案。