中华人民共和国测绘行业标准

    CHT 3002 - 2010

    无人机航摄系统技术要求

    Technology requirements of

    Unmanned air vehicle aerial photography system

    国家测绘局 发 布

    CH

    起草单位：中国测绘科学研究院

    北京航空航天大学 贵州省第三测绘院

    讲 解 人：中国测绘科学研究院 孙杰2

    目 录

    第一部分 标准解读

    一、目的和意义

    二、标准的使用说明

    第二部分 标准内容

    1. 范围

    2. 规范性引用文件

    3. 术语和定义

    4. 系统基本构成及要求

    5. 飞行平台

    6. 飞控系统

    7. 地面监控系统

    8. 任务设备

    9. 数据传输系统

    10. 发射与回收系统

    11. 地面保障设备

    12. 质量保证规定

    13. 产品信息要求3

    第 一 部 分

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    一、 目的和意义

    贯彻落实《中华人民共和国测绘法》的规定和国家测绘

    局有关文件精神，保障无人机航摄系统装备推广工作的顺利

    实施，增强应急测绘、灾害监测的保障能力，使测绘更好地

    服务于国民经济建设。

    有利于规范无人机航摄系统设备的生产和制造、提高设

    备的工程化水平和产品质量、明确系统的配置和性能要求、统一术语和名称，为系统设备的选型和应用提供重要保障。4

    第 一 部 分

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    二、 标准使用说明

    1. 本标准根据国内民用无人机航摄系统软硬件的生产现状、应用情况

    和航 测业务需求等，对用于航测的无人机航摄系统的技术要求进行

    规定。

    2. 侧重于规范设备的可靠性、安全性和性能指标要求。

    3. 主要分系统设备技术要求均单独列条款规定，按照组成、功能、性

    能指标的顺序进行说明，条理清晰，便于使用。

    4. 应用单位在选型时，可在本标准规定的基础上，根据航摄任务性质

    和应用地区，细化系统的配置和性能指标要求。

    5. 本标准按照集成后的系统设备提出技术要求，对于系统设备中使用

    的电子、光学、传感器等元器件的要求按照国家相关标准执行。5

    第 二 部 分

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    1. 范 围

    · 规定了无人机航摄系统的基本构成和设备的技术要求。

    · 本标准适用于以固定翼轻型无人机为飞行平台、以数码相机为任务设

    备、能用于测绘成果生产的无人机航摄系统的选型，旋翼轻型无人机

    航摄系统、无人飞艇航摄系统的选型以及设备的设计和生产参照执行。

    “固定翼轻型无人机航摄系统”在本标准“引言”中进行了定性的描述。6

    第 二 部 分

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    2. 规范性引用文件

    · GBT 17626 电磁兼容

    · CHZ AAAA 低空数字航空摄影规范7

    第 二 部 分

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    容

    3. 术语和定义

    3.1

    任务载重 role load

    飞行器在正常飞行时可以承受的最大任务设备载重。

    3.2

    无人机 unmanned air vehicle

    一种由动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空

    器，具有遥控、半自主、自主三种飞行控制方式。

    3.3

    无人机航摄系统 aerial photography system of unmanned air vehicle

    以无人机为飞行平台、以影像传感器为任务设备的航空遥感影像获取系统。8

    第 二 部 分

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    容

    4. 系统基本构成及要求

    4.1 系统基本构成

    飞行平台

    飞行导航与控制系统

    地面监控系统

    任务设备

    数据传输系统

    发射与回收系统

    野外保障装备

    系 统 构 成

    附设设备9

    第 二 部 分

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    内

    容

    4. 系统基本构成及要求

    4.2.1 可靠性

    正常使用下平均无故障工作时间应大于200小时。

    4.2 一般要求

    4.2.2 维护性

    系统各部件应便于检查和维护。

    4.2.3 互换性

    同型号的系统，系统部件要求具有互换性。

    一般要求适用于各分系统设备。10

    第 二 部 分

    标

    准

    内

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    4. 系统基本构成及要求

    4.2.4 环境适应性

    冲击 设备承受的冲击应满足相应的强度和刚度要求。

    振动 应能承受振动幅度大于3g(频率20～2000Hz)。

    高温 应满足在55℃温度环境中运输、贮存、工作的使用要求。

    低温 应满足在-10℃温度环境中运输、贮存、工作的使用要求。

    湿度 应满足在70%湿度环境中运输、贮存、工作的使用要求。

    4.2 一般要求11

    第 二 部 分

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    4. 系统基本构成及要求

    4.2.5 强度

    无人机应有足够的强度和刚度。

    在满载荷下不应有影响工作的弹性变形；

    设计极限载荷下不应损坏。

    4.2 一般要求

    4.2.6 电磁兼容性

    应按GBT 17626确定，并根据型号产品的具体情况，规定系统的频率

    范围、发射和接收敏感度要求及其极限值。

    4.2.7 应急性

    应配备伞降设备，在无人机遇到突发故障时，可通过降落伞减缓下降速

    度、避免或减小对地面目标的冲击和损害、减小飞行平台和机载设备的损伤。12

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    5. 飞行平台

    机体、动力系统、执行机构、电气系统、起落架以及其它保

    证飞行平台正常工作的设备和部件。

    5.1 组成

    5.2 功能

    用于搭载任务设备并执行航摄飞行任务。13

    第 二 部 分

    标

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    内

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    5. 飞行平台

    5.3 性能指标要求

    a) 任务载重应大于2kg搭载；

    b) 任务舱尺寸应大于25cm(长)×20cm(宽)×25cm(高)；

    c) 巡航速度60-160kmh ；

    d) 实用升限高于海拔3000m；

    e) 续航时间大于1.5h；

    f) 抗风能力应大于4级。14

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    6. 飞控系统

    飞控板、惯性导航系统、GPS接收机、气压传感器、空速传感器、转速

    传感器等部件。

    6.1 组成

    6.2 功能

    用于无人机的导航、定位和自主飞行控制 。(具体功能参见标准正文)15

    第 二 部 分

    标

    准

    内

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    6. 飞控系统

    6.3 性能指标要求

    a) 航路点设置数量应多于100个；

    b) 重量应小于2kg；

    c) 飞行姿态控制稳度:横滚角应小于±3°

    俯仰角应小于±3°

    航向角应小于±3°

    d) 航迹控制精度:偏航距应小于±20米、航高差应小于±20米、航迹弯曲度应小于±5°。16

    第 二 部 分

    标

    准

    内

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    7. 地面监控系统

    7.1 组成

    7.2 功能

    a) 可进行飞行任务规划与设计；

    b) 通过数据传输系统，地面监控站可以向飞控系统发送数据和控制指令等；

    c) 可接收、存储、显示、回放无人机的高度、空速、地速、方位、航向、航

    迹、飞行姿态等飞数据；

    d) 能显示任务设备工作状态，显示发动机转速、机载电源电压等数值；

    e) 在机载电池电压不足、GPS卫星失锁、发动机停车、无人机失速、飞行数

    据误差等超限时，有报警提示功能。

    无线电遥控器、监控计算机系统、地面供电系统以及监控软件等。17

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    7. 地面监控系统

    7.3 性能指标要求

    a) 监控站主机应选用加固笔记本电脑、或同等性能的计算机和电子设备；

    b) 地面监控系统硬件应集成化设计、拆装方便、便于携带与搬运；

    c) 监控数据可以图形和数字两种形式显示，显示做到综合化，形象化和实用化；

    d) 无线电遥控器通道数应多于8个，以满足使用要求；

    e) 监控计算机应满足一定的防水、防尘性能要求，能在野外较恶劣环境中正常

    工作；

    f) 监控计算机的主频、内存应满足监控软件对计算机系统的要求；

    g) 电源供电系统应保障地面监控系统连续工作时间大于5小时。18

    第 二 部 分

    标

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    内

    容

    8. 任务设备

    数码相机、数码相机控制系统以及有关的附设装置。

    8.1 组成

    8.2 功能

    用于航摄影像的获取与存储。19

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    8. 任务设备

    8.3.1 数码相机

    8.3 性能指标要求

    a) 面阵传感器，有效像素应大于2000万；

    b) 像素2000万的影像能存储1000幅以上；

    c) 快门速度应快于11000s；

    d) 连续工作时间应大于2小时；

    e) 具备电子快门；

    f) 机身与镜头之间应固定安装。

    航摄作业前，数码相机须进行精确检校、精度要满足航摄比例尺要求。20

    第 二 部 分

    标

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    内

    容

    8. 任务设备

    8.3.2 数码相机控制系统

    8.3 性能指标要求

    a) 按照任务需要，应具备自动控制与管理数码相机的能力；

    b) 具备定点、等时间间隔、等距离间隔曝光控制功能；

    c) 能记录数码相机曝光时刻影像的经度、纬度、高度、横滚角、俯仰角、航向角等数据，能存储1000个曝光点的以上数据；

    d) 该系统可单独配置，也可与飞控系统一体化设计。21

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    9. 数据传输系统

    分为空中和地面两部分，均包括数传电台、天线、数传接口等。

    9.1 组成

    9.2 功能

    用于地面监控站与飞行控制系统以及其他机载设备之间的数据和控制

    指令的传输 。22

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    9. 数据传输系统

    9.3 性能指标要求

    a) 数据传输距离应大于10km(空-地，没有遮挡)；

    b) 传输速率应不低于2400波特率；

    c) 误码率应低于千分之一；

    d) 具有电磁兼容能力，对其他电子设备不产生干扰；

    e) 空中数传电台应小型化、轻型化，重量不超过2kg；

    f) 机载数传天线设计与安装时，应在重量、阻力和气动性能等方

    面进行优化；

    g) 馈线应保证输入、输出端子阻抗匹配，布线应服从电磁兼容性

    设计。23

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    10. 发射与回收系统

    分为无人机发射系统部分和回收系统部分。

    10.1 组成

    10.2 功能

    发射系统是为无人机在一定距离内可加速到起飞速度提供保障；

    回收系统是为无人机从空中安全着陆提供保障；

    在起降场地条件允许情况下，一般采用地面滑跑发射、滑跑回收；

    在地理环境复杂、场地不具备滑跑条件时，采用弹射发射和伞降回收。24

    第 二 部 分

    标

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    内

    容

    10. 发射与回收系统

    10.3.1 滑跑发射系统

    10.3.2 弹射发射系统

    10.3.3 滑行回收系统

    10.3.4 伞降回收系统

    10.3 性能指标要求

    性 能 要 求

    参 见 标 准 正 文25

    第 二 部 分

    标

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    内

    容

    11. 地面保障设备

    分为运输保障设备和业务运行保障设备。

    11.1 组成

    11.2 功能

    为无人机航摄作业提供基本的保障。26

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    11. 地面保障设备

    11.3.1 运输保障设备性能要求

    11.3 性能指标要求

    11.3.2 业务运行保障设备性能要求

    a) 应采用高质量硬质材料制作，具有一定的抗冲击、抗震动性能；

    b) 内部采用软质材料填充，以保护设备；

    c) 应有一定的密封度，具备防水、防潮、防尘功能。

    a) 质量可靠，精度较高，适合野外应用；

    b) 满足航摄业务运行的工作需要。27

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    12. 质量保证规定

    系统设备需通过测绘主管部门组织的成果鉴定。

    12.1 成果鉴定

    12.2 测试

    无人机航摄系统关键设备应有国家认定的检测机构出具的测试报告，须达到其标称的性能指标。28

    第 二 部 分

    标

    准

    内

    容

    13. 产品信息要求

    13.1 标志

    13.2 设备清单

    提供产品名称和规格型号、产品编号、产品数量等

    制造厂家名称或商标、产品名称和型号、出厂编号和制造日期

    13.3 设备说明书

    a) 设备的组成、功能、性能指标介绍；

    b) 设备使用、维护与保养方法；

    c) 设备故障诊断和处理办法。29

    谢谢! ......