大疆精靈4RTK搭配Ubase基站進行1:500測圖圖文教程

入門級航測解決方案

2019.7.16 

   一、系統組成

 

一、前言

          2018年6月12日,大疆創新正式發布Phantom 4 RTK無人機,引起了測繪業界的廣泛關注與熱議,中海達憑借着多年的行業應用和經驗積累,緊跟市場需求,在Phantom 4 RTK無人機為用戶提供PPK後處理接口後,及時發布配套的PPK套裝。Phantom 4 RTK結合中海達的PPK套裝後,可以協助用戶更加高效可靠的進行1:500高精度減免像控航空攝影測量作業。

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二、飛行器特點

 Phantom 4 RTK是一款小型多旋翼高精度航測無人機,面向低空攝影測量應用,具備厘米級導航定位系統和高性能成像系統,便攜易用,全面提升航測效率。

  1. 小型無人機,便于攜帶。一人一機,輕松作業。

  2. 一體化地面站遙控器,高清實時圖傳,全智能式航線規劃。

  3. 支持一鍵導入KML文件,快速确定作業區域。

  4. 全自主飛行作業,配合自主避障,保障作業安全。

     

 

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三、Ubase特點

UBase是中海達集團2016 年推出,2017~2018 年進行全面優化的智能小型化RTK 系統,作為PPK後處理差分基站;同時可以連接千尋用于布設像控點以及檢核精度使用;産品一體化,強固機身設計,三防設計。

  1. 新一代高精度航測基站

  2. 小型化RTK系統,簡易便攜

  3. 電台高頻段通訊,最大程度減少外界幹擾。

  4. 一鍵式操作,配備Hi-UAV手簿軟件,傳統、航測兩無憂。

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四、後處理軟件

1.   UAV-PPK軟件是一款桌面端航測後處理軟件,一鍵式數據導入、坐标轉換、後差分解算、結果導出等功能模塊。采用先進的EventMark差值算法,給用戶提供更加可靠的定位精度。

  1. 一鍵式數據歸集,數據解算

  2. EventMark算法,對每組數據進行兩次解算,保證精度。

  3. AI式更新模式,無需人為幹預,時時刻刻保證您的軟件版本為最新狀态。

  4. 高效快拼功能,10min生成高清晰正射影像。

     

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2.    Hi-Data航測軟件,是基于自主版權的HiData數據平台研發的産品,提供二三維數據采集、編輯、調繪、入庫到更新等一整套數據生成解決方案。軟件功能主要包含項目管理、圖層管理、數據轉換、地圖操作與輸出、數據采集、數據編制、數據加工、數據入庫、數據交互、影像處理、配置工具、界面配置工具、坐标工具、注冊管理等。

1、基礎版+正射影像(測圖模塊)

基于正射影像DOM 和實景表面模型的源數據測圖

2、基礎版+三維傾斜(測圖模塊)

基于傾斜攝影生成的實景三維模型及傾斜相片等源數據測圖。

3、基礎版+三維點雲(測圖模塊)

基于各種地面激光掃描、機載Lidar、測量車、無人機等點雲數據測圖。

 

二、外業作業流程

 

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  • 外業——測區确定

1.向甲方直接獲取KML文件。

2.與甲方溝通,确定作業區域,在Google Earth中框出,導出為KML格式。

3.到達現場,與甲方溝通,現場确定,在遙控器上框出。

  • 外業——相控(檢查)點的布設

    建議飛行外延線外不要打點,選點應在測區範圍線内均勻分布,宜選在空曠平地上。

  1. 不宜在房屋、牌樓、花圃、樹木等地物拐角處選點,因立體影像容易拉花,影響内業刺點精度。

  2.  選點不宜選在汽車車位處,防止汽車遮擋點位,影響内業刺點精度。

  3. 建議按規範打點,點位精度不準确,最終影響成圖精度。

        

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  • 外業——基站架設

  1. 一定需要對腳架進行對中整平,并使其穩定不晃動。

  2.  作業完成後量取基站斜高或者通過Hi-UAV測出基站點。

  3.  最好将基站對中點做出明顯标記,以防測量出錯後無法補救。

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  • 基站斜高量取方式

如圖所示:

         斜高為地面基準點點位至“測量基準件”外延上端面直線距離,讀數精确到毫米位,如圖所示斜高為——1.487m。

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  • 外業——坐标獲取

     通過手機APP——Hi-UAV連接Ubase。

  1.  進入碎部測量平滑采點。

  2. 進入原始數據導出坐标。

 

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  • 外業——飛行

   一鍵起飛作業。

 

---------------------------外業結束------------------------

 

 

三、 使用UAV-PPK軟件解算高精度POS流程

uav-ppk軟件特色:

uav-ppk軟件支持直接導入大疆Phantom 4 RTK的機載端自動記錄的數據PPKRAW.bin拍照點時刻文件Timestamp.MRK,無需其他工具轉換,增加工作效率

uav-ppk軟件支持多架次合并解算,一個基站可以同時對應多個移動站文件,可根據具體數據自調整配置參數,實現一鍵操作

uav-ppk軟件支持導入照片文件夾,解算完成後,生成pos點與照片一一匹配,同時生成可直接導入Smart3D、PIX4D、DP-Smart等主流數據處理能直接調用的數據讀取文件

uav-ppk軟件采用自主高精度的PPK算法,可視化程度高,解算過程中,解狀态等一目了然。支持前向與後向解算,雙重保障,采用高精度的插值算法,POS精度更可靠,平面、在線地圖一鍵切換

uav-ppk軟件解算靜态數據固定率大于99%,支持拍照點POS數據導出解狀态顯示,共用衛星顯示,提高解算結果可靠性,更放心

uav-ppk軟件支持任意坐标轉換,實現源橢球到目标橢球的轉換,直接生成目标坐标系統坐标,同時支持參數計算和坐标批量轉換

uav-ppk軟件具有快速圖像處理功能,生成的DOM、DSM文件可導入HiData、EPS等軟件進行二維、三維測圖操作,生成的圖像處理報告可快速進行外業質量評估

uav-ppk軟件可進行矢量圖操作,可以圖上展點、圖上刺點、圖上推演、面積測量與距離測量,可用于快速救援、農林牧漁等應急場景

uav-ppk軟件支持輸出目标橢球大地坐标,有利于給Smart3d軟件輸出任意橢球的平面坐标,滿足客戶對目标橢球的需要

uav-ppk軟件支持聯網自動升級功能,當電腦可以上網時,啟動軟件後台檢測到新版本發布會自動更新,獲取更優體驗

 

一、外業數據準備

軟件使用之前應按要求準備以下數據:

         本軟件全流程操作所相關的文件、文件夾、路徑等不能出現中文字符和非法字符。(建議新建一個文本文件,包含基站坐标、斜高、機身号、坐标系及中央子午線等信息,方便内業使用)

 

 

 

UAV-PPK軟件相關

已安裝好的UAV-PPK V2.0.10軟件

(pan.caifu71190.cn,ubase文件夾裡有下載鍊接)

基站機身号UBase對應的S/N号)

基站機身号相對應的有效注冊碼

 

 

 

 

 

外業采集數據

基站靜态文件“XXX.GNS”(基站文件時間為關機時間,注意正确匹配對應移動站文件)

基站對應的基站坐标(須知成果所需坐标系及中央子午線),基站點斜高

原始野外采集像片

移動站靜态“XXX_PPKRAW.bin”

拍照點文件“XXX_Timestamp.MRK”

注:像片文件和移動站文件、拍照點文件在P4R原始數據同一個文件目錄下面

 
内業——數據歸集

1.将飛機開機直接連接電腦或者用讀卡器讀取SD卡。

2.将DCIM-SURVEY中的架次文件夾拷貝出來。

3.将Ubase通過數據線連接電腦,将static文件夾下的基站文件拷出(.GNS文件)。

 

二、軟件注冊許可。

        雙擊“UAV-PPK”軟件圖标即可打開軟件,軟件提醒“正在更新”;軟件支持聯網在線升級功能,打開即可更新,獲取更優體驗

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       打開安裝好的UAV-PPK軟件後,選擇上方菜單欄幫助選項,點擊下拉欄的注冊按鈕,出現注冊框,如圖所示,輸入所需注冊對應的UBase機身号注冊碼,點擊注冊即可成功注冊。

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三、解算數據

  • 點擊左側向導欄“導入數據”,出現導入數據框,進行數據導入操作。導入基站靜态文件:點擊“導入”,選擇所對應的基站文件,格式“XXX.GNS”,選擇導入即可。

  •   同理,将移動站文件和拍照點文件導入軟件,如需導入多架次移動站和拍照點文件,隻需按順序依次導入數據文件即;

    軟件移動站數據支持直接導入大疆Phantom4 RTK的機載端數據PPKRAW.bin、拍照點時刻文件Timestamp.MRK,無需其他工具轉換,增加工作效率

  • 導入像片文件夾:應選擇像片文件夾所在的文件目錄;如需導入多架次像片數據,隻需将多架次像片文件夾放在一個大文件夾裡面,然後選中大文件夾所在目錄即可。

    軟件支持多架次合并解算,一個基站可以同時對應多個移動站文件,可根據具體數據自動調整配置參數,實現一鍵操作。

  • 所有數據導入成功後,點擊“确定”,出現數據導入進度條,等待稍許即可。

  •  坐标系統設置橢球選擇:源橢球為“WGS84”,目标橢球為成果所需坐标系所在目标橢球,如“國家2000”數據導入成功後自動彈出坐标系統設置框,進行坐标系統參數設置;或者點擊左上方菜單欄“坐标系統”設置,自主打開坐标系統設置界面。

  • 投影設置:投影方法選擇所需成果投影方法,默認為“高斯三度帶”投影方法,中央子午線選擇測區所在地中央子午線即可。

  • 坐标系統設置完成點擊“确定”後,軟件界面“平面圖”框出現外業飛行航線軌迹圖。為了确定航線和測區是否對應,可以打開軟件“在線地圖”,自動定位到航線正中位置,并且可自由切換平面地圖和衛星地圖,确認測區所在地無誤後可進行下一步操作。

 

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 9. 點擊左側向導欄“基站”,出現基站設置界面,進行基站設置。

基本信息設置:選擇坐标橢球類型,如使用原始“WGS84”坐标,則選擇“WGS84”橢球格式,并輸入外業實測的基站BLH坐标;如需使用其他坐标系統格式數據,則橢球類型選擇“目标橢球”,并輸入外業實測目标橢球基站“xyh”坐标。

 

10.基站天線選擇:天線信息軟件默認設置為“按接收機類型(iRTK2)”,無需更改,儀器高默認為斜高,并輸入斜高值(如其他量取方式對應選擇即可),每輸入一欄切記要點擊保存。

 

 

11.點擊左側向導欄“解算全部”,軟件自動開始前後向解算,等待解算完成即可。

解算完成後,可以看到所有航線拍照點全部變成綠色的固定解,即表示解算成功。(軟件生成的UAV_Result文件夾裡photoResults_01.csv也可查看拍照點解狀态信息)

  • 軟件采用自主高精度的PPK算法,可視化程度高,解算過程中,解狀态等一目了然。支持前向與後向解算,雙重保障,采用高精度的插值算法,POS精度更可靠。

 

 

12.點擊左側向導欄“導出結果”,軟件彈出導出設置界面,設置好導出文件名和保存路徑,軟件默認自動命名為“UAV.TXT”并保存在項目文件夾“UAV_Result”裡面,固此步驟可以不更改,直接點擊“保存”即可。點擊“保存”後,等待軟件自動導出結果即可,導出過程如下。

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  • 軟件支持照片文件夾導入,解算完成後,生成pos點與照片一一匹配,同時生成可直接導入Smart3D、PIX4D、DP-Smart等主流數據處理軟件的格式文件。

 

dip-modeler_01.csv

DP軟件格式POS信息

Pix4d_SourceBLH_01.txt

Pix4d軟件源橢球BLH坐标格式POS信息

Pix4d_TargetBLH_01.txt

Pix4d軟件目标橢球BLH坐标格式POS信息

Pix4d_TargetENZ_01.txt

Pix4d軟件目标橢球ENZ坐标格式POS信息

Smart3d_01.xls

Smart3d軟件源橢球BLH坐标格式POS信息

UAV.txt

所有坐标格式數據源文件

 

 

13.點擊向導欄左側“圖像處理”,軟件自動開始快拼,快拼完成後,軟件自動彈出“PDF”格式快拼報告,可以查看快拼具體情況。入門級航測解決方案入門級航測解決方案

 

 

  • 軟件快速圖像處理功能,生成的DOM、DSM文件可導入HiData、EPS等軟件進行二維、三維測圖操作,生成的圖像處理報告可快速進行外業質量評估。

  • 軟件可進行矢量圖操作,可以圖上展點、圖上刺點、圖上推演、面積測量與距離測量,可用于快速救援、農林牧漁等應急場景。

 

四.  視頻演示

 

 

四、   PIX 4D作業流程

 

1. 數據準備

       本軟件全流程操作所相關的文件、文件夾、路徑等不建議出現中文字符和非法字符。(包括外業飛行照片,通過UAV-PPK解算完成的POS文檔,相控點文檔)

 

2. 新建&照片導入

      打開PIX 4D,新建項目,選擇,導入照片,完成導入。

 

3. 坐标系确立

       首先确認此次作業的目标坐标系(即使用UAV-PPK軟件解算後所得到的POS信息坐标系) ,然後根據選項進行坐标系的确定。(注:114E表示的中央子午線114度,不帶帶号)

 

4. 導入照片pos

    點擊從文件中導入UAV-PPK解算出的POS數據,選擇打開完成導入。

 

5. 更改水平精度與垂直精度

    将水平精度與垂直精度統一修改為0.1/0.2——右鍵點擊,選擇編輯所有項,将精度值進行更改。

 

6. 選擇處理選項模闆

    選擇所需輸出文件類型模闆,正射影像為3D Maps選項。

 

7. 快速檢測

   在全面高精度處理之前,先快速檢測一次,目的是為了調整相機焦距

 

8. 優化焦距

   在快速檢測完成後,會彈出質量報告,将如圖所示位置的新相機焦距重新填入圖像屬性編輯器中。

 

9. 刺點

    刺點——點擊GCP/MTP管理,出現對話框。點擊導入控制點,在出來的對話框中選擇要導入的控制點文件,文件格式可以為.txt 或.csv,然後确定。在GCP/MTP管理器中可以看到标簽欄前面都是0,那說明這些控制點還沒有刺點,那下一步所要做的就是需要把這些控制點和圖像相關聯。具體操作順序如圖:

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10. 高精度處理+dsm+dom

      完成後進行全面高精度處理——将三個本地處理全部勾選,并将初始化處理-常規-全面高精度處理選中,開始處理。

 

11. 精度對照

     處理完成後選擇鑲嵌圖編輯器,查看正射影像對比精度,得到精度報告。

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5.     Hi-data操作流程

 

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  1. 數據準備

  • 數字正射影像(DOM):     利用數字高程模型對航片進行數字微分糾正和鑲嵌,按一定圖幅範圍裁剪生成的影像集。同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。

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  • 數字高程模型(DEM):DEM是高程信息,是地表的模拟。

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  • 數字表面模型(DSM):地物表面的模拟,包括植被表面、房屋的表對DSM面進

  • 行加工,去掉房屋、植被等信息,可以形成DEM。支持tif、img和hdc格式

     

 

  • 三維模型:

osgb、osg、obj、ive、s3c和 3ds格式以及其他的測量數據,dat等格式

 

 

2. 注冊軟件

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3. 軟件啟動

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4. 新建項目

【新建】是新入門級航測解決方案建工程模闆的工具,通過新建工程,就可以加載影像、測量數據或其他數據進行繪圖和編輯

 

5. 數據導入

 

 

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6. 地物繪制

 

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7. 屬性編輯錄入

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8. 數據導出、保存

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六、  注意事項

 

 

1、 外業飛行注意事項:

  • 飛機與飛手的距離必須大于安全距離(3m)。

  • 飛行前确認飛行場地空曠,無高樓、高壓線等存在炸機隐患的地物,無來往車輛,行人較少且地勢較平坦。

  • 每次起飛前,需确認模式已切換P擋,并且确認飛機端槳葉上緊,電池卡緊。

  • 起飛前确認任務拍攝模式為定距拍照,完成動作為返航,畸變修正是否打開,重疊率是否合适。

  • 手操時對飛機進行左右旋轉與前後左右操作時需動作柔和,不要使飛機出現劇烈的姿态變化。

  • 飛手必須與機尾燈對視,不得出現亂向站位。

  • 降落時首先确定飛機落點,落點需平坦無凸起凹陷。

  • 飛機落地後,先關閉飛機電源,再關閉遙控器電源。

 

2. 内業數據處理注意事項

  • 将飛機直接連接電腦導出數據時,請千萬記住在開機前取下雲台鎖扣與保護罩,以免開機過程中雲台自檢造成電機損壞。

  • 數據下載完成後,檢查照片、移動站文件、拍照點文件是否完整/無誤。

  • 在UAV-PPK軟件中設置基站坐标後,記得點擊保存。

  • 基站天線裡接收機類型選擇iRTK2,并在基站高設置完後,依次保存(共3個)。

點擊軟件左上方菜單欄文件,下拉選擇“新建項目”,出現新建項目框,輸入項目名稱和項目保存路徑(不得出現中文字符和非法字符),點擊确認即可。

 
 

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