[发明专利]运用地效应飞行器进行河道测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种河道测量技术，特别是涉及一种以地效应飞行器为测量平台，结合使用航拍相机、RTK测量装置、多波束测深仪及流速剖面仪进行河道测量的河道测量方法。

背景技术

按我国《水道观测规范》，河道测量分为水上地形测量、水下地形测量以及河道各点水流流速测量。水上地形测量需测量河道两岸边沿堤坝、土坡的平面位置及高度。水下地形测量需对河床地理分布及水文环境进行测量，并利用测量数据绘制水下地形图，在图中还需标示出河道各断面最深点连线，即深泓线和河道各断面水流流速最快点连线，即中泓线。河道深泓线通过连接各河道断面中最深点得到；而河道中泓线的绘制，则要依据河道各断面水流流速的测量数据，找出河道各断面流速最大点。

传统河道测量方法分为两种：人工测量及船舶搭载多波束测深仪进行测量。人工测量首先需选取河道测量横断面，再在河道横断面平均选定断面点，人到达断面点用测深杆或测深锤测量该处河道深度。该方法耗费人力多且效率低下。而船舶搭载多波束测深仪测量虽自动化程度高，但其使用经济费用高，且在河道边沿及浅水河道进行测量时存在搁浅的危险。

发明内容

本发明就是针对上述传统河道测量方法存在的问题，提供一种以地效应飞行器为测量平台，结合使用航拍相机、RTK测量装置、多波束测深仪及流速剖面仪进行河道测量的河道测量方法，其目的在于运用本方法进行河道测量工作时，只需运用较少的人力资源及有限的人工操作，并且测量成本低于传统测量方法，适用范围较传统测量方法广泛。

本发明的目的是这样实现的：首先用地效应飞行器搭载航拍相机进行航空拍摄；运用拍摄所得河道位置信息对地效应飞行器测量轨迹进行规划；运用地效应飞行器搭载多波束测深仪、RTK测量装置及流速剖面仪进行河道水下地形测量；对航拍所得数据、多波束测深仪测量数据及流速剖面仪测量数据进行处理，得到河道水上水下地形的三维图像、河道深泓线及中泓线；其具体方法如下：

(1)航拍控制点布设

首先从待测河道的卫星地图上获取河道的粗略地理位置及地形信息，对航拍过程进行规划；将航拍河道进行分段，使每一段河道被正向航带及反向航带两条航带所覆盖；在正向航带的起点、中点及终点分别布设控制点A、B、C，在反向航带的起点、中点及终点分别布设控制点D、E、F；

地面控制点布设完成后，运用RTK测量装置测量所布控制点在WGS-84坐标系内的平面坐标及高程；

(2)地效应飞行器航行路线布设

运用地效应飞行器进行航拍任务，其正向航行地效应飞行器及反向航行地效应飞行器所拍摄照片组成立体相对，立体相对旁向重叠度取为50％～60％；该立体相对应覆盖待测河道横断面的河面宽度及河岸上的地面控制点，调整地效应飞行器飞行高度以达到此目的；根据航拍摄影范围及单幅相片尺寸选取航拍比例尺，记所选比例尺为1∶m，则地效应飞行器飞行高度为：

H＝f×m

式中：m为比例尺分母，f为航拍摄影机主距；

地效应飞行器于正向航带及反向航带中作往返飞行，地效应飞行器飞行轨迹为从正向航带起点处控制点A平面坐标飞往终点处控制点C平面坐标；返航轨迹为由反向航带起点处控制点D平面坐标飞往终点处控制点F平面坐标；则地效应飞行器航行轨迹表示为：

(x₁，y₁，H)→(x₂，y₂，H)→(x₃，y₃，H)→(x₄，y₄，H)

式中：(x₁，y₁)为正向航带起点处控制点A的平面坐标，(x₂，y₂)为正向航带终点处控制点C的平面坐标，(x₃，y₃)为反向航带起点处控制点D平面坐标，(x₄，y₄)为反向航带终点处控制点F的平面坐标，H为地效应飞行器飞行高程；

(3)地效应飞行器飞行控制

地效应飞行器控制器对地效应飞行器进行航向及航行速度控制；