大疆精靈P4RTK SE仿地飛行使用流程詳解
大疆精靈P4RTK SE仿地飛行使用流程詳解Phantom 4 RTK SE是一款小型多旋翼高精度航測無人機，結合厘米級導航定位系統和高性能成像系統，提升了航測效率與精度，降低了作業難度和成本。
大疆精靈P4RTK SE仿地飛行使用流程詳解
隨著科技的發展及各種**技術的不斷涌進，測繪行業中，傳統的數字化測圖已呈現出諸多**，而無人機航空攝影測量發展越來越成熟，技術要求也逐漸提高，最近幾年在林業勘察中得到廣泛應用。
前不久我們接觸了某區縣的一個山區造林項目，其工作內容是對于造林地塊進行邊界確定、地形測量及地上物（高壓電線、水源情況）調查。正趕八月，烈日當空，工作任務艱巨。此類山區勘察工作我們接觸不多，便一如既往的選擇傳統人工勘察方式，即測量人員攜RTK進行實地地形測繪，而后浮現出一系列問題：
GPS信號遮擋嚴重，存在較多不可到達地塊，工作進度緩慢，而且外業采集的數據不理想，對地塊還原度較低
提交給設計方和客戶單位的數據為傳統的CAD格式的地形數據，數據不夠直觀，不能很好呈現關聯地物
地勢險峻，測量人員安全無法得以保障.
經協商，擬采用無人機航空攝影測量的手段，通過內業分別獲取該區域的正射影像圖（DOM）、地形特征線、三維實景模型。
案例:1
Phantom 4 RTK是為高精度建圖與精準飛行設計的行業級無人機。相對于Phantom系列其他產品，主要增加了高精度RTK定位導航系統，相機微秒級同步，app航線規劃等功能，能夠獲取高精度POS數據，在山區無控的情況下，也能滿足大比例尺（1：500）地形圖測繪要求。
此次我們選擇的飛行方式是仿地飛行。
什么是仿地飛行？
無人機仿地飛行是指無人機依據航拍測區的地面起伏而始終保持在恒定的相對高度上飛行，在航測作業中，通過設置與已有三維地形數據的固定高度，使飛機與地面目標的高度保持不變。
仿地飛行有哪些優勢？
1.能精準根據地形高低起伏自主調整飛行高度，減少設置分層航線；
2.保障影像地面分辨率的一致性，增加一次性通過空三加密工作的可靠性；
3.各成果精度比普通2D航攝有明顯提高。
無人機航飛內外業流程
前期準備：
第一步：外出作業前，先確認精靈4RTK無人機的設備齊全，按照表單依次核對，基礎設備如下：
設備 | 數量 | 備注 |
飛機 | 1個 | |
槳葉 | 4對 | 2對備用 |
Micro SD卡 | 1個 | 64g+ |
遙控器 | 1個 | |
1拖3精靈4快充充電器 | 1個 | |
飛機自帶充電器 | 1套 | |
飛機電池 | 若干 | |
遙控器電池 | 2塊 | |
數據線 | 2根 | 備用 |
第二步：獲取測區的DSM（數字地表模型）或DEM（數字高程模型），有兩種方式：
1.利用無人機的普通2D航測功能對測區進行航拍，通過專業處理軟件M3D對航拍數據處理快速生成tif格式的DSM，導入大疆GSRAPP軟件中執行仿地飛行。此種方法獲取的DSM精度更高，后面的仿地飛行效果會更好。缺點是消耗電池，一個地塊飛兩遍增加工作時間。
2.在LocalSpace Viewr軟件中下載已有的DEM數據，目前該軟件提供的ALOSDEM數據最大分辨率為12.5m，導入大疆GSRAPP軟件中，執行仿地飛行。此種方法較為簡便，在飛行的前一天就可以提前準備好，然后進行航線規劃，為第二天飛行省下了大量工作。缺點是獲取的DEM與DSM相比，沒有地上物（樹、電線、電力塔等）的高程信息，飛行過程中飛機識別不了高壓線、樹、電力塔等情況（開啟避障模式，遇到障礙物會自動懸停），所以需根據實地地形作出判斷再設置合適的飛行參數。
航線規劃：
第一步：上述我們采用的是第二種方法獲取測區的DEM，獲取的DEM數據文件夾（注意是文件夾）導入到遙控器的DJI文件夾中。然后在遙控器上進行航線規劃，航線規劃時需根據測區矢量數據手動繪制范圍（軟件在仿地飛行時不能直接導入KML文件生成測區，也是Phantom 4 RTK美中不足之處）。
注意：遙控器內置底圖為高德地圖和Mapbox，很多軟件中的高德影像圖都有一定的偏移。
如在遙控器下核對影像底圖不便，在準備階段可通過PC端WolfMap軟件進一步檢查，該軟件中的在線高德影像為無偏數據，將矢量范圍數據導入WolfMap，便于我們在遙控器中規劃航線。
第二步：按照地塊小班的范圍，在遙控器上手繪航飛范圍（確保影像的完整性，應盡量外擴原圖斑范圍20m左右，也可以選擇自動外擴）。
第三步：航飛范圍確定好后，隨即進行飛機和相機參數設置。
（陰天室外光線不充足情況下，進光量不夠，通過開大光圈、降低快門速度或者提高ISO等方式調整照片亮度直至合適）
外業航飛：
我們選擇一處較典型的地塊，地塊面積約180畝，可以看出，現狀雜草灌木居多，地形復雜，人力難以行走，靠人工測量方式工作量巨大 。
作業當天上午10時左右，天氣多云，風力3級，天氣條件良好，作業人員2名。先校準指南針，連接熱點，保證RTK的正常運行，之后在APP中依次確認設置如下：
遙控器操作手類別
航飛高度，返航高度
避障雷達開啟
作業完成后和失聯后的執行動作
待RTK連接成功后，將飛機置于空曠平坦的地面上，確認周邊環境和頂部環境安全后調用規劃好的任務，開始執行航飛任務，接下來就是飛機自動起飛和返航的過程了，包括電池電量會根據飛機當前距起飛點的距離、當前風向、風速、返航高度自動預留返航電量。
飛行過程中，有以下幾個小建議：
1)起飛點離測區的起飛點越近越好，有利于節約電量，能多飛一些，積少成多，但是也要根據交通情況合理選擇；
2)飛機起飛后，可大致計算降落點，到降落點附近更新返航點，之后等飛機降落。飛機會自動根據返航高度、風力、風向、飛機據返航點距離自動實時計算何時返航，所以返航點選擇越合理，飛機實際飛行時間會越長；
3)飛機設置報警的低電量值和飛機返航電量沒關系，飛機返航電量不可設置。希望大疆可以對這里做一些優化，可參考GS Pro的返航策略來做優化。采用這種一刀切自動返航的方式，其實也不太合適，畢竟面向的基本上都是行業用戶，并且飛機有飛行記錄日志，墜機原因也容易分析出來；
4)飛機遙控器宣稱是7公里，可能在大草原上能實現，在普通的沒有高樓的郊區，距離2公里的時候，信號就已經衰減的比較厲害。不過畢竟2公里也已經挺遠了。在山區有山區略微遮擋的情況下，距離1公里的情況下，也會接近*失聯，在默認設置下飛行還是會繼續進行的，不過總歸是有些擔心。在某寶上面，也有相應的信號增強器，可以做一些嘗試；
5)一定要開啟避障，一定要開啟避障，一定要開啟避障。不過開啟避障功能時會造成在某些角度正對太陽飛行的時候，頻繁提示前方障礙物，調整云臺，確認沒有問題，繼續航飛即可；
精靈4RTK的一些良好操作習慣：
開機時先開遙控器電源、再開飛機電源；關機時則先關飛機電源，再關遙控器電源。避免飛機失控，遙控器處于關機狀態；
飛機檢校時，原則上遙控器和飛機不要靠太近，遙控器可放置在地面，水平旋轉校正通過后，狀態指示燈會發生變化，垂直校正通過后，狀態指示燈會恢復正常，垂直校準時，飛機機頭方向朝下；
不要在飛機開機的情況下，插拔SD卡。否則輕則不識別SD卡，造成飛行后無照片的情況，重則SD卡燒毀，飛機插卡器部分燒毀。
飛行完成后，關閉設備，取出內存卡，配合讀卡器拷貝出航飛的像片數據，規范整理后提交至內業組進行內業處理。
技術參數
重量（含槳和電池）1391 g
軸距350 mm
最大起飛海拔高度6000 m
最大上升速度6 m/s（自動飛行）
5 m/s（手動操控）
最大下降速度3 m/s
最大水平飛行速度50 km/h（定位模式）
58 km/h（姿態模式）
最大可傾斜角度25°（定位模式）
35°（姿態模式）
最大旋轉角速度150°/s（姿態模式）
飛行時間約 30 分鐘
工作環境溫度0℃至 40℃
工作頻率2.400 GHz 至 2.483 GHz（歐洲，日本，韓國）
5.725 GHz 至 5.850 GHz（中國，美國）
等效全向輻射功率（EIRP）2.4 GHz
CE（歐洲） / MIC（日本） / KCC（韓國）：< 20 dBm
5.8 GHz
SRRC（中國） / NCC（中國臺灣） / FCC（美國）：< 26 dBm
懸停精度啟用 RTK 且 RTK 正常工作時：
垂直：±0.1 m；水平：±0.1 m
未啟用 RTK：
垂直：±0.1 m（視覺定位正常工作時）；
±0.5 m（GNSS 定位正常工作時）
水平：±0.3 m（視覺定位正常工作時）；
±1.5 m（GNSS 定位正常工作時）
圖像位置補償相機中心相對于機載D-RTK天線相位中心的位置，體軸系下：（36, 0, 192）mm，照片EXIF坐標已補償。體軸系的XYZ軸正向分別指向飛行器前、右、下方
建圖功能
建圖精度 **滿足 GB/T 7930-2008 1:500 地形圖航空攝影測量內業規范（簡稱“1：500 規范"）的精度要求
**實際精度與影像采集的環境光照、場景紋理、飛行高度及使用的建圖軟件等多方面因素有關。
地面采樣距離（GSD）(H/36.5) cm/pixel，
H 為飛行器相對于拍攝場景的飛行高度（單位：米）
采集效率單次飛行最大作業面積約 1 km2（飛行高度 182 m，即 GSD 約 5 cm/pixel，滿足 1：500 規范要求）
可控轉動范圍俯仰：-90°至 +30°
速度測量范圍飛行速度 ≤ 14 m/s（高度 2 米，光照充足）
高度測量范圍0 - 10 m
精確懸停范圍0 - 10 m
障礙物感知范圍0.7 - 30 m
使用環境表面有豐富紋理，光照條件充足
（>15 lux，室內日光燈正常照射環境）
視覺系統
速度測量范圍飛行速度 ≤ 50 km/h（高度 2 米，光照充足）
高度測量范圍0 - 10 m
精確懸停范圍0 - 10 m
障礙物感知范圍0.7 - 30 m
FOV前/后：水平60° ， 垂直±27°
下視： 前后70° ，左右50°
測量頻率前/后：10 Hz;
下視： 20 Hz
使用環境表面有豐富紋理，光照條件充足（>15 lux，室內日光燈正常照射環境）
相機
影像傳感器1 英寸 CMOS；有效像素 2000 萬（總像素 2048 萬）
鏡頭FOV 84°；8.8 mm / 24 mm（35 mm 格式等效）；
光圈 f/2.8 - f/11；帶自動對焦（對焦距離 1 m - ∞）
ISO 范圍視頻：100 - 3200（自動）
100 - 6400（手動）；
照片：100 - 3200（自動），
100 - 12800（手動）
機械快門8 - 1/2000 s
電子快門8 - 1/8000 s
照片最大分辨率4864×3648（4:3）；
5472×3648（3:2）
錄像分辨率H.264，4K：3840×2160 30p
設計總畫幅5640×3710
有效畫幅5472×3648
視頻最大碼流100 Mbps
照片格式JPEG
視頻格式MOV
支持文件系統FAT32（≤ 32 GB）；
exFAT（> 32 GB）
支持存儲卡類型寫入速度≥15 MB/s，傳輸速度為 Class 10 及以上或達到 UHS-1 評級的 microSD 卡，最大支持 128 GB 容量
工作環境溫度0℃至 40℃
智能飛行電池（PH4-5870mAh-15.2V）
容量5870 mAh
電壓15.2 V
電池類型LiPo 4S
能量89.2 Wh
電池整體重量468 g
工作環境溫度-10℃至 40℃
最大充電功率160 W
遙控器智能電池（WB37-4920mAh-7.6V）
容量4920 mAh
電壓7.6 V
電池類型LiPo 2S
能量37.39 Wh
工作環境溫度-20℃至 40℃
電源適配器（PH4C160）
電壓17.4 V
額定功率160 W
GNSS
單頻高靈敏度 GNSSGPS+BeiDou+Galileo（亞洲地區）；
GPS+GLONASS+Galileo（其他地區）
多頻多系統高精度 RTK GNSS使用頻點：
GPS：L1/L2；
GLONASS：L1/L2；
BeiDou：B1/B2；
Galileo：E1/E5
**定位時間：< 50 s
定位精度：垂直 1.5 cm + 1 ppm（RMS）；
水平 1 cm + 1 ppm（RMS）
1 ppm 是指飛行器每移動 1 km 誤差增加 1 mm
云臺
穩定系統3-軸（俯仰、橫滾、偏航）
可控轉動范圍俯仰：-90°至 +30°
最大控制轉速俯仰：90°/s
角度抖動量±0.02°
紅外感知系統
障礙物感知范圍0.2 - 7 m
FOV水平70°
垂直±10°
測量頻率10 Hz
使用環境表面為漫反射材質，且反射率 > 8%（如墻面，樹木，人等）
遙控器
工作頻率2.400 GHz 至 2.483 GHz（歐洲，日本，韓國）
5.725 GHz 至 5.850 GHz（中國，美國）
等效全向輻射功率（EIRP）2.4 GHz
CE / MIC / KCC：< 20 dBm
5.8 GHz
SRRC / FCC：< 26 dBm
信號最大有效距離FCC：7 km；
SRRC / CE / MIC / KCC：5 km（無干擾、無遮擋）
功率16 W（典型值）
顯示設備5.5 英寸屏幕，分辨率 1920×1080，亮度 1000 cd/m2，Android系統
內存 4G RAM+16G ROM
工作環境溫度0℃至 40℃
智能飛行電池管家（PHANTOM 4 CHARING HUB)
電壓17.5 V
工作環境溫度5℃至 40℃
智能電池充電管家（WCH2）
輸入電壓17.3 - 26.2 V
輸出電壓電流8.7 V，6 A；
5 V，2 A
工作環境溫度5℃至 40℃
SDK 遙控器
工作頻率2.400 GHz 至 2.483 GHz (歐洲、日本、韓國)
5.725 GHz 至 5.850 GHz (其他國家和地區)
等效全向輻射功率（EIRP）2.4 GHz
CE / MIC / KCC: < 20 dBm
5.8 GHz
FCC / SRRC / NCC: < 26 dBm
信號最大有效距離FCC / NCC: 7 km;
CE / MIC / KCC / SRRC: 5 km
(無干擾、無遮擋)
內置電池6000 mAh 2S 鋰充電電池
工作電流/電壓1.2 A @ 7.4 V
移動設備支架適用于平板電腦或手機
工作環境溫度0° 至 40° C
大疆精靈P4RTK SE仿地飛行使用流程詳解
