无人机遥感系统的研究进展与应用前景

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1、第３９卷第５期武汉大学学报·信息科学版Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．５２０１４年５月ＧｅｏｍａｔｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｙ２０１４ＤＯＩ：１０．１３２０３／ｊ．ｗｈｕｇｉｓ２０１４００４５文章编号：１６７１－８８６０（２０１４）０５－０５０５－０９无人机遥感系统的研究进展与应用前景李德仁１，２１，２李明１武汉大学遥感信息工程学院，湖北武汉，４３００７９２武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北武汉，４３００７９摘要：阐述了无人机遥感兴起的背景。从无人飞

2、行平台、飞行姿态控制与导航、数据传输与存储、数据处理、传感器技术、空域使用政策等方面探讨了发展无人机遥感系统的基础、问题、研究进展和趋势。通过描述无人机遥感系统在大量相关行业领域的应用与实践，点出了发展无人机遥感系统的必要性与意义所在。最后，从科技、政策等方面给出了发展无人机遥感技术和产业的建议。关键词：无人机；无人机遥感；无人机遥感系统中图法分类号：Ｐ２３１．５；Ｐ２４６．２文献标志码：Ａ无人机（ｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ，ＵＡＶ）是ＶＲＳ）是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传一种机上

3、无人驾驶的航空器，其具有动力装置和感器技术、遥测遥控技术、通信技术、ＰＯＳ定位定导航模块，在一定范围内靠无线电遥控设备或计姿技术、ＧＰＳ差分定位技术和遥感应用技术，具［１］算机预编程序自主控制飞行。ＵＡＶ研制始于有自动化、智能化、专业化快速获取国土、资源、环２０世纪初有人驾驶飞机诞生后的十几年，经过近境、事件等空间遥感信息，并进行实时处理、建模一个世纪的发展，已经形成了一个大家族。目前，和分析的先进新兴航空遥感技术解决方案。无人全世界有超过５０个国家装备了３００种以上的机遥感系统（ＵＡＶｒｅｍｏｔｅｓｅｎ

4、ｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ＵＡ－ＵＡＶ，比较著名的有美国的“全球鹰”、“捕食者”，ＶＲＳＳ）即是一种以ＵＡＶ为平台，以各种成像与中国的“ＡＳＮ”系列大型ＵＡＶ，英国的“凤凰”中非成像传感器为主要载荷，飞行高度一般在几千型ＵＡＶ，以色列的“云雀”、“鸟眼”系列小型米以内（军用可达１０ｋｍ之上），能够获取遥感影ＵＡＶ等。ＵＡＶ种类繁多，从动力、用途、控制方像、视频等数据的无人航空遥感与摄影测量系统。式、结构、航程和飞行器重量等方面可划分为多种目前，成熟完备的民用ＵＡＶＲＳＳ主要由飞行平类型。例如，按动力可分为太阳

5、能、燃油、燃料电台系统、轻小型多功能对地观测传感系统、遥感空池和混合动力ＵＡＶ，按用途可分为军用、民用和基交互控制系统、地面数据快速处理系统、数据传多用途ＵＡＶ，按控制方式可分为无线电遥控、预输链路、综合保障系统与装置、地面后勤人员等组编程自主控制、程控与遥控复合控制ＵＡＶ，按结成（见图１）。构可分为固定翼、旋翼、无人直升机和垂直起降ＵＡＶ，按航程可分为近程、中程、远程和全球１ＵＡＶＲＳ背景与意义ＵＡＶ，按飞行器重量可以分为微型、小型、中型和［２］大型ＵＡＶ。无人机系统（ｕｎｍａｎｎｅｄａｉｒｃｒａｆｔ／

6、现代社会中，遥感技术已成为人类获取地理［４－５］ａｅｒｉａｌｓｙｓｔｅｍ，ＵＡＳ）是一套综合的技术支撑系环境及其变化信息的必备高科技手段。随着统，它是对ＵＡＶ概念的扩展，它由机体、机上载地理信息科学与相关产业的发展，各国对遥感数荷和地面设备等组成，实现其飞行、操控、数据处据的需求急剧增长，然而，对于许多不发达和发展［３］理和信息传导等功能。中国家而言，目前发展耗资巨大的航天遥感系统无人机遥感（ＵＡＶｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ，ＵＡ－存在技术和资金上的困难。将ＵＡＶ作为航空摄收稿日期：２０１４－０１－１７项

7、目来源：国家９７３计划资助项目（２０１２ＣＢ７１９９０５）；中央高校基本科研业务费资助项目（２０１２２１３０２０２０６）。第一作者：李德仁，教授，博士生导师，中国科学院院士，中国工程院院士，国际欧亚科学院院士。主要从事以ＲＳ、ＧＮＳＳ、ＧＩＳ为代表的空间信息科学与多媒体通信技术的科研、教学和产业化应用工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｒｌｉ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ通讯作者：李明，博士生。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｓｏｕｍｉｎｇ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ５０６武汉大学学报·信息科学版２０１４年５月图１无人机遥感系统的组成Ｆｉｇ．１Ｃ

8、ｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＵＡＶＲＳＳ影和对地观测的遥感平台为应对这种困难提供了来越多的关键技术已从研究开发发展到实际应用一种新的解决方案。同时，ＵＡＶＲＳ技术有其他阶段，从军事应用领域扩展到商、民用市场，扩大遥感技术不可替代的优点。它以固定翼ＵＡＶ、了ＵＡＶＲＳ技术的应用范围和用户群。当前，美无人旋翼机和垂直起降ＵＡＶ等作为遥感平台获国正在进行“全球鹰”和“捕食者”等军用ＵＡＶ民［６］取实时高分辨率遥感影像数据，既能克服有人用化