一种顾及铁路两侧像控点的最少航带计算方法

摘要

本发明涉及无人机航测技术领域，尤其是一种顾及铁路两侧像控点的最少航带计算方法，通过沿所述既有铁路的既有线保护范围两侧分别设置一排航带，并结合所述旁向重叠率的范围值和所述最佳航高的范围值确定最佳航高及最佳旁向重叠率所对应的航带位置。本发明的优点是：1）确保既有线安全，航线远离既有线保护范围，大大降低了无人机坠落在既有线内概率；2）航线设置有目的性，已知既有线保护范围宽度即可提前有针对性的规划带状航线；3）提高外业工作效率，确保精度满足要求的前提下，减少外业像控点布置，同时减少航线数量。

说明书

技术领域

本发明涉及无人机航测技术领域，尤其是一种顾及铁路两侧像控点的最少航带计算方法。

背景技术

随着无人机技术的成熟，越来越多的行业都在引入无人机技术。我国铁路建设发展越来越快，铁路网也越来越复杂，在既有铁路上使用无人机航测非常有必要。

常规的既有铁路航测时大致流程是，确定摄区—布设像控点—规划航线—执行飞行任务。在布设像控点和航线规划时主要从精度考虑，而往往会忽略安全性和效率性。铁路尤其是高速铁路对安全性要求非常高，一旦无人机出现故障，坠落到铁路上就是非常大的事故，优化作业方法提高安全尤为重要。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种顾及铁路两侧像控点的最少航带计算方法，通过计算旁向重叠率和最佳航高来综合规划在既有铁路线路两侧所布置的航摄无人机航带，在保证既有线内安全的同时大大提高工作效率。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种顾及铁路两侧像控点的最少航带计算方法，用于规划航摄无人机在拍摄既有铁路时的航带，其特征在于：所述计算方法包括以下步骤：

沿所述既有铁路的既有线保护范围两侧分别设置一排航带，并在航带上间隔设置像控点；

根据所述既有线保护范围和所述像控点的位置计算旁向重叠率范围值，所述旁向重叠率满足于所述航摄无人机所拍摄的相邻相片重叠部分的宽度大于等于所述既有线路保护范围宽度与所述像控点到所述既有线保护范围的距离之和的要求；

以所述航摄无人机不在所述既有线保护范围上方飞行为条件，结合所述计算所述航摄无人机的最佳航高范围值；

结合所述旁向重叠率的范围值和所述最佳航高的范围值确定最佳航高及最佳旁向重叠率所对应的航带位置。

所述旁边重叠率的范围值通过下式进行计算：

式中，q

所述最佳航高的范围值通过下式进行计算：

式中，H

通过公式

式中，H

本发明的优点是：1）确保既有线安全，航线远离既有线保护范围，大大降低了无人机坠落在既有线内概率；2）航线设置有目的性，已知既有线保护范围宽度即可提前有针对性的规划带状航线；3）提高外业工作效率，确保精度满足要求的前提下，减少外业像控点布置，同时减少航线数量。

附图说明

图1为常规航线规划和像控点布设示意图；

图2为本发明的航线规划和像控点布设示意图；

图3为本发明中相邻航线示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3所示，图中各标记分别表示为：规划航线1、像控点2、既有线保护范围3、像控点S1、像控点S2。

实施例：现有技术常规的布设像控点是采用航线两端及中间间隔一或者两条航线布设平高点的方法来布设像控点，如图1所示；因此，其往往需要航摄无人机沿多条航带逐一飞行，其飞行里程较远且耗时也较长。

结合图2和图3所示，本实施例中的顾及铁路两侧像控点的最少航带计算方法包括如下步骤：

1）首先，本实施例中的方法中的规划航线1都是沿着既有线保护范围3布置，每侧都布设在同一排，每条规划航线1上均设置有间隔布置的像控点2；航摄无人机均沿规划航线1进行飞行。

2）在设置旁向重叠度时，考虑既有线保护范围3和像控点1的位置，保证铁路摄影测量完整性与提高相片质量，使二者都在旁向重叠内，如图3所示，即：

式中：P

h—既有线保护范围宽度，

d

旁向重叠度q

式中：P

L

航摄比例尺：

式中：f—相机焦距（或主距）；

H

式中：l

GSD—地表分辨率；

a—相机像元尺寸；

m—航摄比例尺。

联合（1）、（2）、（5）式，可得到：

整理得：

由此即可得出旁向重叠率的范围值。

3）为了确保无人机不在既有线保护范围正上方飞行，航线间距

式中：h

由（10）可知：

结合（2）、（3），代入后最终整理得到：

由（11）、（12）变得：

由（13）可以判定（14）恒成立：

由（14）可得到：

最终整理可得到，

最佳航高：

根据式（7）和式（15）计算旁向重叠度的范围值，其中（16）为判定整体质量的辅助验证，结合相关测量规范选出最优旁向重叠度后确定适宜的航高以此实现最少航带实施飞行任务。

本实施例在保证精度的前提下，从既有线保护范围入手布设像控点和计算旁向重叠度，从而规划航线，使无人机远离既有线的正上方飞行，提高既有线无人机航测时的安全性，减少航带数，节约外业时间。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。