一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法

摘要

本发明公开了一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法，该装置设置有多旋翼飞行平台、地面定位模块、数图传遥控器，多旋翼飞行平台上连接有摄影云台、标记喷涂管、高速测距激光雷达、实时图传航摄仪、自驾仪模块、飞机通信电台、机载RTK差分定位模块、机载数图传收发天线，本发明通过已知点架设地面定位模块、远程风机位置确定、风机安装场测绘航空摄影、循环执行直至所有预设机位执行完毕、安装场无控制点测图五个步骤实现多专业的远程微观选址和非接触式地形测绘，可减少微观选址户外作业的劳动强度、时间和成本，有效规避人员安全风险，大幅提升工作效率。

权利要求

1.一种陆上风电场无人机远程微观选址测图方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：架设地面定位模块；

多旋翼飞行平台开机起飞前，在风电场地面架设地面定位模块并开机，用于多旋翼飞行平台高精度实时定位和实时图传航摄仪曝光点差分计算；

步骤2：远程风机位置确定；

将风机设计软件输出的预设风机位置坐标上传至无人机自驾仪模块并生成自动飞行航线，多旋翼飞行平台自主飞行至预设位置，选址人员通过无人机图传信号进行环视查勘确定终选位置，然后拍摄终选位置照片，归算出风机终选位置地面三维坐标，标记喷涂管向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位；

步骤3：风机安装场测绘航空摄影；

勘察标记喷涂完成后，多旋翼飞行平台的自驾仪模块以风机终选位置三维坐标为中心，外扩生成特定尺寸的安装场测图范围线，基于测图范围线和预设影像地面分辨率自动生成套耕航线，多旋翼飞行平台的自驾仪模块按照套耕航线进行测绘航空摄影，获取由航摄影像和影像外方位元素组成的机位航摄数据；

步骤4：每个机位循环执行步骤2和步骤3，直至所有预设机位执行完毕，结束外场工作；

步骤5：安装场无控制点测图；

根据每个机位步骤3获取的每个机位航摄数据，进行无控制点空中三角测量计算，完成DEM、DOM和DLG的生产。

2.根据权利要求1所述的陆上风电场无人机远程微观选址测图方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：步骤2.1，将预设风机位置三维坐标导入多旋翼飞行平台的自驾仪模块，自驾仪模块根据机载RTK差分定位模块与地面定位模块实时差分计算出多旋翼飞行平台当前位置坐标，并基于公开的全球数字高程模型，生成多旋翼飞行平台当前位置到预设风机位置的三维飞行航线；

步骤2.2，自驾仪模块发出电信号控制多旋翼飞行平台沿着步骤2.1的三维飞行航线自主飞行，且飞行时实时图传航摄仪进行自动航摄，机载RTK差分定位模块获得实时动态差分RTK数据，实时导航精度不大于0.05米，多旋翼飞行平台平飞地速不大于20米/秒，同时测距激光雷达实时校正多旋翼飞行平台与地形的安全航高不小于100米；

步骤2.3，多旋翼飞行平台抵达预设机位平面位置上空100米处后降高至距地面30米处，自驾仪模块开启图传影像环视查勘，现场实时查勘视频经过机载数图传收发天线与遥控器数图传收发天线回传至数图传显示器；

步骤2.4，选址人员通过无人机数图传信号进行环视查勘，通过数图传遥控器的操控手柄，调整多旋翼飞行平台的平面位置，直到确定终选位置；

步骤2.5，确定终选位置后，实时图传航摄仪视准轴调至铅锤方向，采用相机视觉定位拍摄终选位置照片，并在照片标记出视觉中心位置，形成点之记文件，同时机载RTK差分定位模块采集实时图传航摄仪曝光点空中三维坐标，并采用测距激光雷达测量高差值，归算出风机终选位置地面三维坐标；

步骤2.6，多旋翼飞行平台降高至距地面1米时悬停，自驾仪驱动标记喷涂管向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位使用。

3.根据权利要求1所述的陆上风电场无人机远程微观选址测图方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：步骤3.1，多旋翼飞行平台的自驾仪模块以步骤2获取的风机终选位置三维地面坐标为中心，外扩生成特定尺寸的风机安装场1:500比例尺测图范围线；

步骤3.2，根据测图范围线、公开的全球数字高程模型和影像地面分辨率自动生成套耕航线，多旋翼飞行平台的自驾仪模块按照套耕航线进行测绘航空摄影，获取由航摄影像和影像精准外方位元素组成的机位航摄数据。

4.根据权利要求1所述的陆上风电场无人机远程微观选址测图方法，其特征在于，所述步骤5具体包括以下步骤：步骤5.1，激光雷达测高约束的无控制点空中三角测量计算；依据实时图传航摄仪精准的相机参数文件、航摄影像、影像外方位元素和激光测高值，空中三角测量设置曝光点外方位线元素准确观测权值，平差模型禁止平差修正相机参数，确保三个内方位元素不参与平差计算，根据光束法约束条件，平差曝光点外方位线元素最终值，完成无像控点空中三角测量计算；

步骤5.2，根据步骤5.1的空中三角测量结果，利用摄影测量DEM、DOM和DLG生产流程完成风机安装场测图范围内1:500地形测量工作；

步骤5.3，借助步骤5.2获取的DOM和DLG，对步骤2现场远程获取的风机终选位置地面三维坐标进行校核。

说明书

一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法

技术领域

[0001] 本发明属于陆上风力发电场勘测技术领域，具体来说，涉及一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法。

背景技术

[0002] 目前传统的陆上风电场的勘测设计阶段微观选址需要在现场确定风机位置准确坐标并完成风机安装场1:500比例尺地形图测绘工作。在机位分布分散、地形起伏较大、交通困难的陆上风电场，该项工作包含三项任务：①多个专业的工程技术人员抵达每个机位查勘现场选址；②实测选定桩位坐标；③人工实测或无人机实测像控点摄影测量方式完成风机安装场1:500比例尺地形图测绘。

[0003] 传统风机微观选址工作的缺点有：①每个机位需要多个专业、多次人工抵达现场工作，受交通条件影响大，人工工作量大；②每个风机安装场1:500比例尺测图均需要一定现场测量工作，机位分散时测绘成本高、效率低。

[0004] 针对风电场机位分布分散、地质条件相对单一的工况特点，借助无人机进行多专业的远程微观选址和非接触式地形测绘，可减少微观选址外业的劳动强度、时间和成本，有效规避人员安全风险，大幅提升工作效率。目前主流做法仍需要人工现场抵达，无法完全脱离人工现场工作和通过远程方式实现以上工作。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，解决陆上风电场现有技术中存在的逐个机位需要人工到现场完成风机位置现场查勘与选定、风机安装场1：500地形图测绘的问题。

[0006] 本发明采取的技术方案是一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，包括多旋翼飞行平台、地面定位模块、数图传遥控器；所述多旋翼飞行平台分别与所述地面定位模块、所述数图传遥控器无线信号连接；

[0007] 所述多旋翼飞行平台下部设置有摄影云台、标记喷涂管、测距激光雷达；所述摄影云台上连接有实时图传航摄仪；

[0008] 所述多旋翼飞行平台上连接有自驾仪模块、飞机通信电台、机载RTK差分定位模块、机载数图传收发天线；所述自驾仪模块通过相机曝光信号馈线与所述实时图传航摄仪连接；

[0009] 所述摄影云台、所述标记喷涂管、所述测距激光雷达、所述飞机通信电台、所述机载RTK差分定位模块、所述机载数图传收发天线分别与所述自驾仪模块电信号连接。

[0010] 优选地，所述多旋翼飞行平台上通过线缆电连接有电源模块，所述摄影云台、所述实时图传航摄仪、所述标记喷涂管、所述测距激光雷达、所述机载RTK差分定位模块、所述飞机通信电台、所述自驾仪模块均与所述电源模块电连接。

[0011] 优选地，所述地面定位模块包括连接在地面上的三脚架，所述三脚架上连接有地面基准站GNSS接收机和静态基站电台总成。

[0012] 优选地，所述静态基站电台总成包括静态数据存储器、动态RTK基准站数据发射电台、电台天线；所述静态数据存储器和动态RTK基准站数据发射电台均与所述地面基准站GNSS接收机通讯信号相连，所述动态RTK基准站数据发射电台电连接所述电台天线，所述动态RTK基准站数据发射电台及所述电台天线通过无线通讯的方式与所述飞机通信电台通讯信号连接，所述地面基准站GNSS接收机通过所述动态RTK基准站数据发射电台及所述电台天线的无线信号与所述飞机通信电台通讯信号连接。

[0013] 优选地，所述数图传遥控器包括实时图传屏幕、操控手柄和遥控器数图传收发天线，所述实时图传屏幕和所述操控手柄通过线缆电信号连接，所述实时图传屏幕和所述操控手柄分别通过所述遥控器数图传收发天线与所述飞机通信电台无线信号连接。

[0014] 优选地，所述标记喷涂管包括驱动舵机、高压喷涂材料存储仓、阀门和喷射口；所述驱动舵机联动所述阀门滑动，使得所述高压喷涂材料存储仓中的高压气体从所述喷射口喷出喷涂材料。

[0015] 本发明还提供了一种陆上风电场无人机远程微观选址测图方法，包括以下步骤：

[0016] 步骤1：架设地面定位模块；

[0017] 多旋翼飞行平台开机起飞前，在风电场地面架设地面定位模块并开机，用于多旋翼飞行平台高精度实时定位和实时图传航摄仪曝光点差分计算；

[0018] 步骤2：远程风机位置确定；

[0019] 将风机设计软件输出的预设风机位置坐标上传至无人机自驾仪模块并生成自动飞行航线，多旋翼飞行平台自主飞行至预设位置，选址人员通过无人机图传信号进行环视查勘确定终选位置，然后拍摄终选位置照片，归算出风机终选位置地面三维坐标，标记喷涂管向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位；

[0020] 步骤3：风机安装场测绘航空摄影；

[0021] 勘察标记喷涂完成后，多旋翼飞行平台的自驾仪模块以风机终选位置三维坐标为中心，外扩生成特定尺寸的安装场测图范围线，基于测图范围线和预设影像地面分辨率自动生成套耕航线，多旋翼飞行平台的自驾仪模块按照套耕航线进行测绘航空摄影，获取由航摄影像和影像外方位元素组成的机位航摄数据；

[0022] 步骤4：每个机位循环执行步骤2和步骤3，直至所有预设机位执行完毕，结束外场工作；

[0023] 步骤5：安装场无控制点测图；

[0024] 根据每个机位步骤3获取的每个机位航摄数据，进行无控制点空中三角测量计算，完成DEM、DOM和DLG的生产。

[0025] 优选地，所述步骤2具体包括以下步骤：

[0026] 步骤2.1，将预设风机位置三维坐标导入多旋翼飞行平台的自驾仪模块，自驾仪模块根据机载RTK差分定位模块与地面定位模块实时差分计算出多旋翼飞行平台当前位置坐标，并基于全球数字高程模型，生成多旋翼飞行平台当前位置到预设风机位置的三维飞行航线；

[0027] 步骤2.2，自驾仪模块发出电信号控制多旋翼飞行平台沿着步骤2.1的三维飞行航线自主飞行，且飞行时实时图传航摄仪进行自动航摄，机载RTK差分定位模块获得实时动态差分RTK数据，实时导航精度不大于0.05米，多旋翼飞行平台平飞地速不大于20米/秒，同时测距激光雷达实时校正多旋翼飞行平台与地形的安全航高不小于100米；

[0028] 步骤2.3，多旋翼飞行平台抵达预设机位平面位置上空100米处后降高至距地面30米处，自驾仪模块开启图传影像环视查勘，现场实时查勘视频经过机载数图传收发天线与遥控器数图传收发天线回传至数图传显示器；

[0029] 步骤2.4，选址人员通过无人机数图传信号进行环视查勘，通过数图传遥控器的操控手柄，调整多旋翼飞行平台的平面位置，直到确定终选位置；

[0030] 步骤2.5，确定终选位置后，实时图传航摄仪视准轴调至铅锤方向，采用相机视觉定位拍摄终选位置照片，并在照片标记出视觉中心位置，形成点之记文件，同时机载RTK差分定位模块采集实时图传航摄仪曝光点空中三维坐标，并采用测距激光雷达测量高差值，归算出风机终选位置地面三维坐标；

[0031] 步骤2.6，多旋翼飞行平台降高至距地面1米时悬停，自驾仪驱动标记喷涂管向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位使用。

[0032] 优选地，所述步骤3具体包括以下步骤：

[0033] 步骤3.1，多旋翼飞行平台的自驾仪模块以步骤2获取的风机终选位置三维地面坐标为中心，外扩生成特定尺寸的风机安装场1:500比例尺测图范围线；

[0034] 步骤3.2，根据测图范围线、全球数字高程模型和影像地面分辨率自动生成套耕航线，多旋翼飞行平台的自驾仪模块按照套耕航线进行测绘航空摄影，获取由航摄影像和影像精准外方位元素组成的机位航摄数据。

[0035] 优选地，所述步骤5具体包括以下步骤：

[0036] 步骤5.1，激光雷达测高约束的无控制点空中三角测量计算；依据实时图传航摄仪精准的相机参数文件、航摄影像、影像外方位元素和激光测高值，空中三角测量设置曝光点外方位线元素准确观测权值，平差模型禁止平差修正相机参数，确保三个内方位元素不参与平差计算，根据光束法约束条件，平差曝光点外方位线元素最终值，完成无像控点空中三角测量计算；

[0037] 步骤5.2，根据步骤5.1的空中三角测量结果，利用摄影测量DEM、DOM和DLG生产流程完成风机安装场测图范围内1:500地形测量工作；

[0038] 步骤5.3，借助步骤5.2获取的DOM和DLG，对步骤2现场远程获取的风机终选位置地面三维坐标进行校核。

[0039] 本发明的有益效果在于：

[0040] 本发明提供一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法，实现风机位置现场微观选址时，无需专业技术人员抵达机位现场，通过无人机图传影像完成风机终选位置的确定工作，有效减少现场工作强度，规避人员安全风险，尤其在交通困难、条件危险地区技术优势明显；同时本发明通过无人机远程微观选址测图装置非接触式地实现风机安装场的1:500比例尺地形测绘，全程人员无需抵达机位，大幅提升测图效率，有效节约成本和工期。

附图说明

[0041] 图1是本发明一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置的结构示意图，其中（a）图为地面定位模块、（b）图为多旋翼飞行平台、（c）图为数图传遥控器。

[0042] 图2是本发明一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置的标记喷涂管结构示意图。

[0043] 图3是本发明一种陆上风电场无人机远程微观选址测图方法的风机终选位置外扩生成测图范围线和套耕航线过程示意图；其中（a）图为多旋翼飞行平台以风机终选位置三维坐标选定中心位置的过程，（b）图为多旋翼飞行平台外扩生成边长为R米的正方形安装场测图范围线的过程，（c）图为多旋翼飞行平台基于测图范围线和预设影像地面分辨率自动生成套耕航线的过程。

[0044] 图4是本发明一种陆上风电场无人机远程微观选址测图方法流程图。

[0045] 图中，1、多旋翼飞行平台，2、电源模块，3、三轴摄影云台，4、实时图传航摄仪，5、高速测距激光雷达，6、标记喷涂管，7、机载数图传收发天线，8、自驾仪模块，9、机载RTK差分定位模块，10、飞机通信电台，11、地面定位模块，12、数图传遥控器；

[0046] 601、驱动舵机，602、高压喷涂材料存储仓，603、阀门，604、喷射口；

[0047] 1101、三脚架，1102、静态基站电台总成，1103、地面基准站GNSS接收机；

[0048] 1201、实时图传屏幕，1202、操控手柄，1203、遥控器数图传收发天线。

具体实施方式

[0049] 现举较佳实施例并结合图示对本发明进行详细说明。参看图1至图4，其中：

[0050] 本发明一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，其结构如图1和图2所示，包括多旋翼飞行平台1、地面定位模块11、数图传遥控器12。

[0051] 电源模块2，通过线缆与多旋翼飞行平台1电连接，用于为多旋翼飞行平台1及多旋翼飞行平台1上的各个组件提供电力。

[0052] 摄影云台，连接在多旋翼飞行平台1底部左侧，本发明使用三轴摄影云台3，但不仅仅限于三轴摄影云台3，可以采用四轴、六轴、八轴等多轴旋翼无人机飞行平台。三轴摄影云台3底部连接有实时图传航摄仪4，实时图传航摄仪4用于实时图传影像环视查勘和无控制点的测绘航空摄影数据获取，具备精准的摄影测量相机参数和镜头畸变参数。

[0053] 标记喷涂管6，连接在多旋翼飞行平台1底部中间，包括驱动舵机601、高压喷涂材料存储仓602、阀门603和喷射口604。高压喷涂材料存储仓602与喷射口604相连，连接处设置有阀门603，阀门603可控制高压喷涂材料存储仓602的开闭。标记喷涂管6的工作方式为：自驾仪模块8在接到操控手柄1202开机信号后，触发驱动舵机601联动阀门603滑动，使得高压喷涂材料存储仓602中高压气体从喷射口604喷出喷涂材料。喷涂材料为油漆或其他永久标记材料，可通过与高压气体混合存入高压喷涂材料存储仓602。

[0054] 测距激光雷达，连接在多旋翼飞行平台1底部右侧，用于实时测定实时图传航摄仪4曝光中心距离地面的垂高，本发明采用高速测距激光雷达5，也可使用其他类型的测距激光雷达。

[0055] 多旋翼飞行平台1上还连接有自驾仪模块8、飞机通信电台10、机载RTK差分定位模块9以及机载数图传收发天线7。

[0056] 自驾仪模块8，连接在多旋翼飞行平台1上，通过相机曝光信号馈线与实时图传航摄仪4连接。自驾仪模块8采用现有技术的无人机自动驾驶装备，用于飞行自动控制、航摄作业脉冲信号发送与控制。在实际使用时，负责控制整个多旋翼飞行平台1的飞行、三轴摄影云台3转动、实时图传航摄仪4摄像和机载RTK差分定位模块9记录采集数据、高速测距激光雷达5测高和标记喷涂管6的驱动舵机601。

[0057] 飞机通信电台10，连接在多旋翼飞行平台1上，采用的是现有技术的GNSS‑RTK领域基准站与流动站信号传输模块，用于实时图传航摄仪4与地面基准站的实时定位信息通信，同时用于实时图传与距离探测信号整合回传。实现了飞行平台实时与地面定位模块11和数图传遥控器12信号稳定、高效的传输。

[0058] 机载RTK差分定位模块9，至少包括机载多模高频GNSS接收机、GNSS接收天线、历元数据存储器、RTK通讯链路电台和电子耦合连接附属件；机载多模高频GNSS接收机与GNSS接收天线电信号连接，历元数据存储器与机载多模高频GNSS接收机连接，RTK通讯链路电台与机载多模高频GNSS接收机电信号连接，电子耦合连接附属件一端连接机载多模高频GNSS接收机，另一端连接自驾仪模块8。

[0059] 机载多模高频GNSS接收机采用现有技术的轻型无人机装配的空间坐标采集设备，能够同时实现GPS、GLONASS、伽利略及北斗导航4种模式全球定位系统数据接收与处理，提升遮挡区域单一导航模式的定位不精准无法安全起飞的问题。机载多模高频GNSS接收机历元采集频率不低于20HZ，历元数据存储器读写速度不低于100MB/s，RTK通讯链路电台无遮挡时通讯半径不低于5km，电子耦合连接附属件从自驾仪脉冲信号发出到机载多模高频GNSS接收机记录的标记时间差不大于1ms。在实际使用时，当多旋翼无人机飞行平台航速不大于20米/秒时，机载RTK差分定位模块9可利用动态RTK模式精准获取曝光点的空间坐标。

[0060] 多旋翼飞行平台1、三轴摄影云台3、标记喷涂管6、高速测距激光雷达5、机载数图传收发天线7、机载RTK差分定位模块9、飞机通信电台10与自驾仪模块8电信号连接；三轴摄影云台3、实时图传航摄仪4、标记喷涂管6、高速测距激光雷达5、机载RTK差分定位模块9、飞机通信电台10、自驾仪模块8均与电源模块2电连接。

[0061] 地面定位模块11，如图1中（a）图所示，包括连接在地面上的三脚架1101，在具体应用时，三脚架1101也可以采用其他形式的架体，只要起到稳定支撑和坐标固定的功能即可。设置三脚架1101，能够将地面基准站固定在摄区地面坐标系下的已知点上，同时通过动态RTK坐标为实时导航和实时图传航摄仪4曝光影像提供实时定位坐标。三脚架1101上连接有地面基准站GNSS接收机1103和静态基站电台总成1102。

[0062] 静态基站电台总成包括静态数据存储器、动态RTK基准站数据发射电台、电台天线；所述静态数据存储器和动态RTK基准站数据发射电台均与所述地面基准站GNSS接收机通讯信号相连，静态基站电台总成1102包括静态数据存储器、动态RTK基准站数据发射电台及电台天线，静态数据存储器和动态RTK基准站数据发射电台均与地面基准站GNSS接收机1103通讯信号相连，动态RTK基准站数据发射电台电连接电台天线，动态RTK基准站数据发射电台及电台天线通过无线通讯的方式与飞机通信电台通讯信号连接，地面基准站GNSS接收机1103通过动态RTK基准站数据发射电台及电台天线的无线信号与飞机通信电台通讯信号连接。在实际使用时，地面基准站GNSS接收机1103历元采样频率不低于1HZ，并能输出连续、卫星不失锁的完整静态数据；静态数据存储器与地面基准站GNSS接收机1103相连，用于存储基准站GNSS静态数据，同时向动态RTK基准站数据发射电台提供基准站实时坐标。动态RTK基准站数据发射电台一端与地面基准站GNSS接收机1103相连，另一端与电台天线电连接，其工作原理是动态RTK基准站数据发射电台将地面基准站GNSS接收机1103实时基站坐标数据通过电台天线传输给机载多模高频GNSS接收机。

[0063] 数图传遥控器12，如图1中（c）图所示，包括实时图传屏幕1201、操控手柄1202和遥控器数图传收发天线1203，实时图传屏幕1201和操控手柄1202通过线缆电信号连接，实时图传屏幕1201和操控手柄1202分别通过遥控器数图传收发天线1203与飞机通信电台10无线信号连接。实时图传屏幕1201响应图传信号，操控手柄1202响应数传信号，可使用现有的图传和数传技术集成，数传可用大疆创新的DATALINK PRO数传电台技术，图传可用大疆创新的OcuSync图传技术，实时图传屏幕1201和操控手柄1202可分别采用大疆创新的型号为DATALINK PRO和OcuSync产品。

[0064] 多旋翼飞行平台1上的飞机通讯电台10分别与地面定位模块11、数图传遥控器12无线信号连接。

[0065] 多旋翼飞行平台1飞行前，需地面架设好地面定位模块11，地面基准站GNSS接收机1103提前10分钟开机记录静态数据。预设航线数据存储在数图传遥控器12，航线数据通过遥控器数图传收发天线1203远程传输至飞机通讯电台10，最终传入自驾仪模块8，同时机载RTK差分定位模块9接收的静态基站电台总成1102发送的地面基准站GNSS接收机1103的坐标RTK坐标一并传入自驾仪模块8进行飞机当前坐标的差分实时解算，解算结果作为飞行器导航数据沿着上传到自驾仪模块8实现精准飞行。

[0066] 本发明一种陆上风电场无人机远程微观选址测图方法，其流程如图4所示，采用上述陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，具体按照如下步骤实施：

[0067] 步骤1，架设地面定位模块11：

[0068] 多旋翼飞行平台1开机起飞前10分钟，在风电场地面已知坐标点上架设地面定位模块11并开机，此处的已知坐标点是指可获取到其精准三维坐标的任意一点，地面基准站GNSS接收机1103历元采样频率不低于1Hz，用于无人机远程微观选址测图装置的高精度实时定位和实时图传航摄仪4曝光点差分计算。

[0069] 步骤2，远程风机位置确定：

[0070] 将风机设计软件输出的预设风机位置坐标上传至无人机自驾仪模块8并生成自动飞行航线。选址人员在交通便利处放飞无人机，多旋翼飞行平台1根据预设航线自主飞行至预设位置，选址人员通过无人机图传信号进行环视查勘，确定终选位置后，实时图传航摄仪4的视准轴调至下视，采用相机视觉定位拍摄终选位置照片，同时机载RTK差分定位模块9采集实时图传航摄仪4曝光点空中三维坐标，并采用高速测距激光雷达5测距高差值，归算出风机终选位置地面三维坐标。最后多旋翼飞行平台1降高至距地面1米时悬停，自驾仪驱动标记喷涂管6向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位使用。

[0071] 步骤3，风机安装场测绘航空摄影：

[0072] 如图3所示，勘察标记喷涂完成后，多旋翼飞行平台1的自驾仪模块8以风机终选位置三维坐标为中心，外扩生成边长为R米的正方形安装场测图范围线。基于测图范围线和预设影像地面分辨率自动生成套耕航线，多旋翼飞行平台1的自驾仪模块8按照套耕航线进行测绘航空摄影，获取由航摄影像和影像外方位元素组成的机位航摄数据。

[0073] 步骤4，每个机位循环执行步骤2和步骤3，直至所有预设机位执行完毕，结束外场工作。

[0074] 步骤5，安装场无控制点测图：

[0075] 根据每个机位步骤3获取的每个机位航摄数据，进行无控制点空中三角测量计算，完成DEM、DOM和DLG的生产。

[0076] 步骤2，远程风机位置确定，具体包括以下步骤：

[0077] 步骤2.1，将预设风机位置三维坐标，导入多旋翼飞行平台1的自驾仪模块8，自驾仪模块8根据机载RTK差分定位模块9与地面定位模块11实时差分计算出多旋翼飞行平台1当前位置坐标，并基于全球数字高程模型，生成多旋翼飞行平台1当前位置到预设风机位置的三维飞行航线，全球数字高程模型是是美国NASA利用卫星拍照制作的高清、完整的3D世界地形图。

[0078] 步骤2.2，自驾仪模块8发出电信号控制多旋翼飞行平台1沿着步骤2.1的三维飞行航线自主飞行，且飞行时实时图传航摄仪4进行自动航摄，机载RTK差分定位模块9获得实时动态差分RTK数据，实时导航精度不大于0.05米，多旋翼飞行平台1平飞地速不大于20米/秒，同时高速测距激光雷达5实时校正多旋翼飞行平台1与地形的安全航高不小于100米。

[0079] 步骤2.3，多旋翼飞行平台1抵达预设机位平面位置上空100米处，多旋翼飞行平台1降高至距地面30米处，自驾仪模块8开启图传影像环视查勘，现场实时查勘视频经过机载数图传收发天线7与遥控器数图传收发天线1203回传至数图传显示器。

[0080] 步骤2.4，选址人员通过无人机数图传信号进行环视查勘，通过数图传遥控器12的操控手柄1202调整多旋翼飞行平台1的平面位置，直到确定终选位置。

[0081] 步骤2.5，确定终选位置后，实时图传航摄仪4视准轴调至铅锤方向，采用相机视觉定位拍摄终选位置照片，并在照片标记出视觉中心位置，形成点之记文件，同时机载RTK差分定位模块9采集实时图传航摄仪4曝光点空中三维坐标，并采用高速测距激光雷达5测量高差值，归算出风机终选位置地面三维坐标。

[0082] 步骤2.6，多旋翼飞行平台1降高至距地面1米时悬停，自驾仪驱动标记喷涂管6向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位使用。

[0083] 步骤3，风机安装场测绘航空摄影，如图3，具体包括以下步骤：

[0084] 步骤3.1，多旋翼飞行平台1的自驾仪模块8以步骤2获取的风机终选位置三维地面坐标为中心，外扩生成边长为R米的正方形风机安装场1:500比例尺测图范围线。

[0085] 步骤3.2，根据测图范围线、30米格网全球数字高程模型和影像地面分辨率自动生成三维套耕航线，多旋翼飞行平台1的自驾仪模块8按照套耕航线进行测绘航空摄影，获取由航摄影像和影像精准外方位元素组成的机位航摄数据。

[0086] 步骤5，安装场无控制点测图，具体包括以下步骤：

[0087] 步骤5.1，激光雷达测高约束的无控制点空中三角测量计算。依据实时图传航摄仪4精准的相机参数文件、航摄影像、影像外方位元素和激光测高值，对传统机载GNSS辅助光束法平差加入激光雷达测高值、系统漂移、设备安装偏心差、曝光延迟的系统误差的无控制点空中三角测量平差模型：

[0088]

[0089] 其中：

[0090] 为尺度系数；

[0091] 为像点的像空间坐标系坐标；

[0092] 为曝光点三个角元素组成的正交变换矩阵；

[0093] 为像点的物方空间坐标系坐标；

[0094] 为像点的物方空间坐标系激光雷达测高约束坐标；

[0095] 为曝光点位置坐标；

[0096] 为机载GNSS天线相位中心的像空间坐标系坐标；

[0097] 为附加参数综合曝光延迟时间；

[0098] 为曝光时刻飞行器的飞行速度矢量。

[0099] 空中三角测量设置曝光点外方位线元素准确观测权值，平差模型禁止平差修正相机参数，确保三个内方位元素不参与平差计算，根据光束法约束条件，平差曝光点外方位线元素最终值，完成无像控点空中三角测量计算。此处的光束法约束条件为本领域内技术人员公知的技术，此处不再赘述。

[0100] 步骤5.2，根据步骤5.1的空中三角测量结果，利用摄影测量DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型，缩写DEM）、DOM（Digital Orthophoto Map，数字正射影像，缩写DOM）和DLG（Digital Line Graphic，数字线划图，缩写DLG）生产流程完成风机安装场测图范围内1:500地形测量工作。此处DEM、DOM和DLG的生产流程是本领域技术人员公知的技术，此处不再赘述。

[0101] 步骤5.3，借助步骤5.2获取的DOM和DLG，对步骤2现场远程获取的风机终选位置地面三维坐标进行校核。

[0102] 本发明的陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法无需人工抵达现场进行风机位置微观选址，同时能够减少人工测量工作的工作量、提高工作效率。