DGPS差分定位系统应用于低空摄影测量无人机气动参数计算

DGPS差分定位系统应用于低空摄影测量无人机气动参数计算

第34卷第1期2011年2月

测绘与空间地理信息

GEOMATICS&SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGY

Vo.l34,No.1

Feb.,2011

DGPS差分定位系统应用于低空摄影测量

无人机气动参数计算

廖永生,周宏霞

1,2

3

(1.广西地球空间信息应用联合实验室,广西南宁530023;2.广西第一测绘院,广西南宁530023;

3.西北工业大学无人机所飞机室,陕西西安710027)

摘要:低空摄影测量无人机稳定性较差,因此掌握无人机的气动参数,对于无人机的稳定性评估和改进,航空

摄影参数纠正等都有重要意义。通过差分全球定位系统和EKF技术计算无人机气动参数,对于设计无人机的气动外形,计算无人机负载和摄影参数等,都有较高的应用价值。本文通过实验中DGPS差分机和光学追踪系统比

较分析,计算无人机导航精度,同时以测量速度作为卡尔曼滤波器的观测值,对无人机平飞状态下固定坐标速度分量和启动参数进行评估。

关键词:无人机;DGPS;气动;拓展卡尔曼滤波算法(EKF)

中图分类号:TP701 文献标识码:B 文章编号:1672-5867(2011)01-0121-03

AerodynamicParametersCalculationofUAVofLowAltitudePhotogrammetryUsingDGPSDifferentialPositioningSystem

LIAOYong-sheng,ZHOUHong-xia

1,2

3

(1.JointLaboratoryofGeospatialInformationApplicationofGuangx,iNanning530023,China;

2.TheFirstInstituteofSurveyingandMappingofGuangx,iNanning530023,China;

3.UAVOfficeofNorthwestIndustrialUniversity,Xia'n710027,China)

Abstract:BecausethestabilityofUAVthatisusedforphotogrammetryisnotgood,itisveryimportanttomastertheaerodynamicpa

rameters,whichissignificanceforthestabilityandperformanceimprovementofUAVandphotogrammetryparametersadjustmen.tThispaperdescribedanexperimentwhichusedtheDGPSequipmentandEKFmodeltocalculatetheAerodynamicparameters.Keywords:UAV;DGPS;aerodynamic;EKF

0 引 言

目前我国各级测绘主管部门和地理信息产业企业等单位都大力推广无人机低空遥感技术,由于无人机有作业费用低廉、作业方便、不受航空管制限制等优点,因此获得比较广泛的应用,同时具有很高的应用挖掘潜力。无人机低空遥感广泛应用于摄影测量、土地用途调查、农林资源调查、紧急测绘和抢险救灾等领域,并取得了多次成功。

但是,无人机由于重量较轻,体积小,非常容易受到气流干扰,飞行稳定性较差,飞行轨迹波动很大,因此获取的影像质量不稳定。在用于精度要求较高的领域时,如大比例尺航空摄影测量等,很多遥感影像的可用性差。

收稿日期:2010-08-31

要提高无人机低空遥感影像的可用性,可以通过两个方法:一是提高飞行器的飞行稳定性;二是用飞行气动参数特别是震动参数通过软件对影像进行纠正。两种方法都需要进行获得无人机的气动参数,飞行器的气动参数以纵向气动参数为主。掌握飞行器的气动参数,可以对无人飞行器的设计改进和纠正低空遥感影像都有重要意义。

1 理论基础

气动参数计算可以分为四大类:第一,基础理论分析,包括USAFDatcom法为主;第二,数值方法,即通过基本理论特别是有限元分析理论和空气动力学理论对飞行

作者简介:廖永生(1979-),男,广西柳州人,工程师,主要从事空间信息数据挖掘和3S集成应用研究与技术推广工作。

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