常年大風(fēng)、地形復(fù)雜、飛行環(huán)境惡劣，這是新疆天山北麓東端，準(zhǔn)噶爾盆地東南緣的一座大型露天煤礦情況，礦區(qū)管理者為進(jìn)行智慧礦山建設(shè)，需要為礦區(qū)采集點云精度5厘米以內(nèi)的三維數(shù)據(jù)成果。

難度大、風(fēng)險高，什么樣的航測方案能“拿下”這個項目？

千巡翼X8多旋翼無人機(jī)搭載QX-1845R激光雷達(dá)執(zhí)行的航測作業(yè)，就高效、安全地完成了此次數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

它是如何做到的？下文將揭秘這座露天煤礦的三維實景航測項目實踐歷程。

項目背景

傳統(tǒng)測量手段效率低、成本高且有安全風(fēng)險，同時數(shù)據(jù)成果單一，無法滿足智慧礦山數(shù)據(jù)管理需求。本項目通過無人機(jī)航測應(yīng)用于露天礦山地形地貌測量、土石方量的計量等場景，生成高精度三維數(shù)據(jù)成果，幫助礦區(qū)管理人員精準(zhǔn)獲取礦坑開挖程度、計算開挖量以及礦山儲量數(shù)據(jù)等，保障采礦規(guī)劃安全高效進(jìn)行。

設(shè)備選型

由于地處新疆東北部，氣候干旱、常年大風(fēng)，被測礦區(qū)的飛行環(huán)境惡劣，而客戶卻要求點云精度在5cm以內(nèi)，這就要求航測方案所選用的無人機(jī)具備較強(qiáng)的抗風(fēng)性、可靠性、穩(wěn)定性，同時數(shù)據(jù)采集需要具備較高精度。

千巡翼X8是為航測領(lǐng)域優(yōu)化打造的大載荷多旋翼飛行平臺，以往的最佳“戰(zhàn)績”是，在海拔5000米地區(qū)，7級大風(fēng)環(huán)境下，載重12.87公斤依然能夠安全作業(yè)。它擁有雙天線差分定向、雙重避障能力，輕松應(yīng)對強(qiáng)磁干擾和測區(qū)障礙；90分鐘飛行時間滿足大面積航測的“硬性”條件。此外，它還具備超大負(fù)載，兼容多種載荷能力，可以靈活選用激光雷達(dá)。QX-1845R激光雷達(dá)最大測程1845米，實現(xiàn)全天候、高效率三維點云數(shù)據(jù)獲取。兩者搭配，順利完成本次航測“實戰(zhàn)”。

方案優(yōu)勢

1.高精度定位服務(wù)能力：基于千尋位置高精度定位服務(wù)能力，千巡翼X8無人機(jī)實現(xiàn)厘米級導(dǎo)航。獨有的電離層抑制能力加持，使得其定位更加精準(zhǔn)、軌跡解算精度更加準(zhǔn)確、點云數(shù)據(jù)質(zhì)量更高。

2.高穩(wěn)定性飛行平臺：千巡翼X8無人機(jī)采用高可靠安全飛控，具備3度冗余備份，雙天線差分定向，配置前視避障模塊和大視角高清晰FPV圖傳。最大起飛重量26.5kg，最大載重13.5kg，具備斷點續(xù)飛、仿地飛行等能力，可以適應(yīng)各種復(fù)雜作業(yè)環(huán)境。

3.高性能機(jī)載激光雷達(dá)：QX-1845R激光雷達(dá)高度集成高性能激光器、高精度POS系統(tǒng)、全畫幅正射相機(jī)、高穩(wěn)定數(shù)控系統(tǒng)。與千巡翼X8無人機(jī)搭配，可滿足1:500高精度測量作業(yè)。

4.一站式軟件服務(wù)：航線規(guī)劃軟件支持精準(zhǔn)仿地/仿線三維航線、支持航線高程檢查；激光雷達(dá)系統(tǒng)具備工程管理、設(shè)備控制、基站標(biāo)定、顯控編輯、一鍵航跡解算、免空三一鍵真彩賦色、點云預(yù)處理、質(zhì)檢、點云分類、方量計算、斷面提取等功能。

技術(shù)流程本次作業(yè)采用的激光雷達(dá)系統(tǒng)，技術(shù)流程分為需求分析與計劃制定、航飛實施、點云預(yù)處理、點云后處理四大步驟。

       外業(yè)飛行根據(jù)測區(qū)情況，設(shè)置相對航高300m，航速7m/s，航間距200m，爬升角（飛控自動計算）。無需架設(shè)基站即可作業(yè)飛行，簡單高效。

內(nèi)業(yè)處理激光雷達(dá)系統(tǒng)為高效、便捷、高精度數(shù)據(jù)采集與成果輸出提供一站式服務(wù)。

本次作業(yè)點云生產(chǎn)時間花費13分鐘（雷達(dá)原始數(shù)據(jù)RXP轉(zhuǎn)SDC為11分鐘，從SDC生成到LAS點云2分鐘）。

數(shù)據(jù)處理流程

01首先使用FindTrace解算GIPPK，輸出out文件。

02使用QX-PCP軟件進(jìn)行點云預(yù)處理。

03文件自動整理

04坐標(biāo)系選擇

05任務(wù)航線時間段選擇

06設(shè)置濾波參數(shù)生成點云

07使用QX-Scan進(jìn)行點云分類數(shù)據(jù)成果圖片航帶重疊圖片真彩色點云圖片整體點云圖片局部點云圖片數(shù)字高程模型成果檢查圖片點云厚度3.3cm圖片地面點云密度38個點/平方米圖片點云高程中誤差優(yōu)于5cm項目總結(jié)千巡翼X8無人機(jī)搭載QX-1845R激光雷達(dá)進(jìn)行智慧礦山數(shù)據(jù)底板采集，獲取的點云數(shù)據(jù)符合預(yù)期要求。

從項目實踐中可以看出，千巡翼X8具備長航時、大載重、強(qiáng)抗風(fēng)、自主飛行的特性，單架次作業(yè)效率高，同時QX-1845R激光雷達(dá)可以更為精準(zhǔn)地獲取地面點，分鐘級點云處理得到las成果。通過地面點云生成的DEM，能夠更快地對比坡頂線與坡底線，更準(zhǔn)確地生成地形圖，計算開挖方量，為礦坑生產(chǎn)管理提供快速精準(zhǔn)的地形數(shù)據(jù)，助力智慧礦山建設(shè)。

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