無論是陸地測繪還是海洋測繪,測繪行業都是朝著航空方向發展。下面結合搜索到的論文和相關網頁,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,人們發現波長470~580nm之間的藍綠光衰減系數最小,機載激光測深技術得到了迅速的發展。如今,機載激光測深系統為淺海、島礁、暗礁等傳統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,真正實現了水陸一體化無縫測量。
雙色激光機載LiDAR測深系統利用裝在飛機下部的激光發射器斜向海面發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、姿態信息、潮汐數據結合,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測深系統采用波長532nm的藍綠光作為激光器發射光源,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射源,是機載LiDAR測深系統的發展趨勢。
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、工程建筑等多種區域進行快速測量,使得作業更高效、節約了人力物力、避免了風險、且可確保提供準確可靠的數據。
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,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據,快速獲取河流和湖泊的水深及剖面圖,進行科學研究和環境監測。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:朝著航空方向發展,采用無人機測深的三種方法
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