PART.1

作业背景

西南横断山区山高谷深，河流湍急，河床落差巨大，水力资源极为丰富。为充分开发利用这里的水资源，大型水电建设正在这里如火如荼地进行，具有代表性的白鹤滩水电站、乌东德水电站，无论是装机容量还是库容规模，都属于超大型级别。此次作业任务是为了完成西藏某水电站建设前期的地形地貌勘测工作。

测量的小伙伴都知道，航测难度系数最高的地方非横断山区莫属。这里山高谷深，地形起伏巨大，交通极为复杂。在这里走路，五步一喘十步一歇，天气变幻多端，飞行极为不易。横断山区往北的川藏段，山脉不仅陡峭险峻，气候相对于云南境内也要更加恶劣。

此次测区位于西藏境内澜沧江两岸，亿万年的流水切割，在高原上划出了一道深深的沟壑。从旁边的雪山到测区所在的谷底，垂直落差达三千多米。该区域荒无人烟，仅零星坐落着几个没有通电、过着素朴生活的自然村落，村民乘摩托车进出需要两个小时，如此复杂的地形意味着飞行是一项艰巨的挑战。

图1 测区航拍

PART.2

飞行平台

本项目测区为长30公里、宽600米的澜沧江及其两岸区域，这里山势陡峭，很少有平坦开阔适合无人机起降的位置。实际作业过程中飞机起降场地到测区直线距离最远达20公里，同时测区相对于起飞点海拔从-570m到1650m不等，高差达到2220米。考虑到本次作业任务的安全、精度和效率要求，飞马机器人技术人员选用了V500倾斜版无人机系统进行数据采集工作。

图2 测区作业的V500

PART.3

外业作业

3.1 航线规划

首先将测区KML导入到飞马无人机管家智航线，设置飞行高度、勾选变高、重叠度、激光点频等基本参数后即可自动生成测区航线，检查无误后即可进行飞行作业。简单快捷的航线规划软件为外业节省了大量的时间和精力，航线自检系统可自主识别与DSM的距离是否安全，并可通过“分享飞行工程”功能把航线分享给其他作业人员，供其查看或用于作业任务。此外，V500的变高飞行能力，使其在大高差地形下依然可以获取同等分辨率的影像数据。

图3 V500变高航线图

本次规划变高航线400m、GSD6.3cm、重叠率80%×65%、飞行速度16m/s，测区高差极大，单架次航线落差可达千米。

3.2 起飞场地选择

V500具备极小的盘旋半径，仅有80m，固定翼切换高度可在50m至500m之间任意设置，这意味着V500对起飞场地空间要求较小。测区地形复杂，少有地势开阔、地面平整能够满足起降条件的场地，且峡谷地貌导致风速急、风向乱，旋翼切换固定翼高度设置太高会增加飞机旋翼受风时间，切换高度过低会离山体较近。因此，旋翼固定翼切换高度需要根据地形和现场风力计算一个最优值。测区附近受地形遮挡严重，搜星较差，大部分区域无网络甚至无网络RTK覆盖，寻找合适的起降场地极其困难，最终作业人员只在距离测区上游和下游各14km处的山顶寻找到几处可供起降的场地。

上游起降场地的选择

测区上游的起降场地选择在A 点和B点，海拔分别为4500m和3780m，其中A点到B点小路泥泞弯曲，坡度较大，需要驾车行驶1小时才能抵达。当测区云层低、风力弱的时候技术人员选择A点起飞，一方面可以避免整个入航返航飞机在云层中飞行，另一方面也可节省行车时间；当风大和云高时，技术人员会多开1小时车到达B点起飞，一方面可以缩短入航返航的距离和时间，另一方面可同样避免飞机入航返航时穿云。

图4 测区上游的起降场地

下游起降场地的选择

下游测区在作业过程中选择了3个起降场地，A点距离测区最近，但是地处垭口，风速很高；B点距离测区居中，但是起降场地比较狭窄，飞机垂高切换半径需要在180m以上；C点距离测区最远，但位置空旷、风力较弱。在实际飞行中，技术人员发现A点一直风力很大、风向很乱，后期为了保证飞行安全放弃了此点。B点位置比较居中，测区南部在此飞行作业，但是后期该区域云雾缭绕、久积不散，只能放弃此点改为去稍远的C点飞行。

图5 下游起降场地的选择

3.3 飞行

天气是飞行的最大影响因素，测区天天刮大风，地面和高空风速不一，虽然地面风很小，但飞机爬升上去后就会触发大风预警。有时起飞场地微风，但是飞行中会随时遇见大风导致返航。

图6 飞机在大风中逆风飞行

当V500进行飞行作业时，风速大于10m/s地面站会提示飞手注意飞行安全，当瞬时风速达到15m/s时，飞机触发自我保护机制开始自动返航。由于起降场地距离测区较远且山体遮挡严重，这就导致无人机在飞行作业过程中基本全是处于失联状态，飞行员需要做是设置较长的失联时间，等待飞机按航线自动完成作业任务或者当飞机电量低时自主返航。

飞机会按照预设航线完成飞行作业后自动返回到起飞点上空，然后开始盘旋下降，降落盘旋半径和起飞盘旋半径同样都是80m。当飞机盘旋到设置的切换旋翼高度时自动切换成旋翼，接着飞机前往home点并下降，下视超声波和GPS实时判断飞机离地高度，整个飞行过程基本不需要人工干预即可完成降落。

此次飞行作业，飞机遭遇2次失联状态下意外返航的状况，根据后期飞行日志分析，确定是飞行中遇到极端气流导致。

图7 作业中的起飞场地

PART.4

数据展示

经过后期数据处理，模型效果细节清晰、色彩均匀，水面几乎无漏洞，岩体裂纹及植被清晰看见，数据质量良好，得到客户的认可。以下是测区生产的模型截图。

图8 三维模型图

图9 模型远景及近景

图10 模型远景及近景

PART.5

V500系统简介

飞马智能航测/遥感/巡检系统V500是由飞马机器人自主研发的一款轻量化、高精度、长航时纯电动垂直起降固定翼无人机系统，主打 “高效率数据获取”、“免像控成图”、“灵活便携”。整机起飞重量仅7.2kg，续航时间达180min，机身平台采用模块化快拆与折叠设计，可有效减少组装步骤，提高作业效率。V500标配正射版、倾斜板、立测版、中画幅版以及拓展版（D-OP3000、D-OP5000）等多种选择。

V500系统参数：

V500载荷参数：

V500立测版立测精度更好，中画幅版相机采用1.02亿RIE-R10M相机，传感器尺寸43.8*32.7mm，50mm定焦，获取数据更清晰。