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1、华测高精度 GNSS 无人机航测系统在森林防火中的应用华测高精度 GNSS 无人机航测系统在森林防火中的应用上海华测导航技术股份有限公司上海华测导航技术股份有限公司中国上海中国上海目 录目 录1.公司简介.1 2.行业市场现状.5 3.华测无人机森林防火方案介绍.6 4.无人机产品介绍（硬件：P700E、P600E、P520V）12 5.软件功能介绍.20 5.1 地面导控软件.20 5.2 控制电脑设备要求.23 5.3 数据处理软件技术指标（软件：Pix4D） 23 5.4 数据处理工作站配置明细.24 6.结论.25 7.售后培训.25 7.1 总则25 7.2 设备验收25 7.3 培
2、训26 7.4 跟踪服务26 7.5 软件维护与硬件维修.26 7.6 附则.2711.公司简介1.公司简介华测是一家专注于国产 GNSS 研发、生产、销售于一体的高新技术产业集团。公司一直以“振兴中华，测绘天下”为己任，以“创国际领先水平”为目标。集团凭借规范的管理、精湛的技术、高质量的产品和完善的服务，致力于高精度 GNSS 产品在各领域的应用，为用户提供全球卫星定位系统及相关行业全方位、高技术的系统解决方案。我们的经营宗旨：我们的经营宗旨：采用最先进的技术生产高质量的产品提供更完善的服务我们的组成：我们的组成：汇聚业内人士 800 余人，其中硕士、博士和博士后等 120 多人，专业覆盖测
3、量、GIS、电子、通信、导航、计算机、机械、工商管理、信息、外贸等诸多领域；并与国内外的知名大学、公司建立了广泛的联系与深厚的合作，跟踪国际前沿科技，并在此基础上推出了一系列世界一流的测绘、导航产品。生产研发中心上海销售服务中心上海销售服务机构遍布全球的直销及代理销售网络技术支持机构遍布全国的公司直属技术支持网络我们的产品：我们的产品：目前，公司主要为客户提供高精度测量型 GNSS 接收机、手持 GIS 终端、无线数传产品、水上测量产品、移动测绘产品系统集成产品和无人机航摄产品等。另外，公司自主开发的GNSS 数据处理软件、野外测量软件、车辆、船舶监控/调度软件、GIS 采集软件也深受用户欢迎
4、。销售网络：销售网络：目前华测在全国有三十个省级服务中心或代理机构，如下图所示：2企业发展历程：企业发展历程：2003 年，华测集团成立仅九个月，以自主研发的“GPS 在码头调货中的应用”荣获本年度科技进步奖；2004 年，华测推出国内最轻的单频一体化接收机 X20 和国内首台最轻的分体 RTK，在测绘行业引起轰动，标志着华测集团成为国产 GPS 的领跑者；2005 年，华测集团研发的双频一体化 RTK X90，成功与国际 GPS 技术接轨；2006 年，华测自主研发的 GPS 变形监测系统成功应用润扬大桥的监测系统，填补了国内空白。2007 年，华测在大庆油田建成大型 CORS 系统。200
5、8 年，华测被指定为“三江源头科学考察”的唯一 GPS 设备供应商；2009 年，华测研制出国内第一块具有自主知识产权的测量型 GNSS OEM 主板；2009 年，华测仪器随第 26 次南极科考队远征南极，通过了恶劣环境考验；2010 年，华测研制的国内第一款完全自主知识产权的测量型 GNSS 接收机通过权威专家鉴定；2011 年，华测 X91 通过法国 VRS 网络认证，是国产 GNSS 设备首次获得欧洲官方肯定；2012 年，上海华测打桩定位系统智能指挥龙源 1 号打桩船，定位系统水平误差打破世界纪录；2013 年，华测率先推出四星接收机，全面兼容北斗系统信号，支持三星解算，预留伽利略信
6、号通道，国产 GNSS 接收机应用范围将获得井喷式扩展。2013 年，华测推出首款低空无人机系统平台。3企业资质与荣誉：企业资质与荣誉：制造器具计量许可证计量器具型式批准证书中国全球定位系统技术应用协会会员证书国家重点新产品证书ISO9001:2000质量管理体系认证证书上海市科学技术奖证书4上海市自主创新产品认证华测产品通过欧洲CE认证5三江源科考华测成为国产GPS唯一供应商2.行业市场现状2.行业市场现状21 系统概况21 系统概况我国是森林资源大国，拥有森林面积 1.95 亿公顷，森林蓄积量为 124.56亿立方米，森林覆盖率约为 20.36%。1950 年-2011 年，我国平均每年发
7、生森林火灾 13067 次，年均受害森林面积近 653019 公顷，对森林资源和生态环境的破坏所造成的损失非常大。森林火灾是世界性林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。森林火灾具有突发性，灾害的发生的随机性，在较短的时间内能造成较大的损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。如何实现森林防火工作的规范化，科学化，信息化，真正做到早发现，早解决火灾隐情。无人机森林防火系统已成为及早发觉，排除、消灭森林火灾隐情的必要手段。22
8、系统组成22 系统组成华测无人机森林防火系统由以下几个子系统组成。1.无人载机系统62.飞行控制地面站系统3.图像影像采集系统4.图像识别跟踪处理系统5.数据链路传输系统6.运载车和地面支持系统7.自动驾驶仪23 系统功能23 系统功能上海华测森林消防无人机系统，以国内价格提供优质、稳定的国际品质的森林防火系统。该系统是以森林火情巡查监测为主，将GPS技术、热成像技术、高清数字图像传输技术等高新技术综合应用于森林资源管理中的高科技产品。消防无人机系统日常存放于运载车或固定地面基地中待命。 随时准备执行例行巡逻报警或者火灾现场监控任务。无人机由地面弹射起飞，自主完成起飞过程并飞向预先划定的巡逻区
9、域。图像采集系统开始工作，向地面站实时传回巡逻画面并可由通讯中继系统将画面传回指挥中心。 当发现巡逻区域出现温度异常系统将自动发出警告。并将异常区温度、位置、面积等重要数据传回地面站和指挥中心。 并根据需要自动或手动切换入监测模式围绕异常区域飞行，持续传回该区域监控信息。或跳过该区域继续执行巡逻任务。当巡逻任务结束无人机按规定航线飞回起降点下降高度完成自主开伞着陆。如果执行现场监控任务，无人机则直接飞抵灾害现场按规定半径盘旋或根据图像跟踪系统自动对准温度异常区域盘旋，或者P500旋翼无人机直接悬停火灾现场上方，持续传回现场图像、温度、面积等数据让地面指挥人员实时了解火情发展。2.4 性能特点2
10、.4 性能特点7国外的先进技术有的虽然可靠，但需要借助高分卫星，且施工太复杂；有的技术方案基础实施投资太大，多达几十万美元，投入成本过高，这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。上海华测公司的森林消防无人机系统具有以下特点：1.快速部署、快速反应、全天候执勤、可执行夜航任务。2.全飞行航线自主飞行无需人工干预。3.航时航程长（根据不同载机配置航时可达2小时，）有足够时间进行巡逻和现场监控。 单架次作业面积可达50平方公里以上， 更换电池方便可多次飞行。4.自动报警，自动跟踪实时回传异常地区数据。5.空中巡逻无障碍物阻隔，弥补传统地面监控系统可能出现的盲点。6.购置成本低廉， 同等面积装备无人机
11、系统仅相当于装备传统地面监控系统成本的40%或更低。更可作为地面系统的补充。7.维护方便，使用成本低廉。8.更高的安全性，不携带油料不会造成二次事故。3.华测无人机地形图测量方案介绍（以某地形图测绘项目为例）3.华测无人机地形图测量方案介绍（以某地形图测绘项目为例）3.1 任务概述3.1 任务概述3.1.1 项目应用介绍3.1.1 项目应用介绍森林火灾现场上空能见度极低，即使是直升飞机能达到火场上空，飞行员也无法详细观察到地面火场情况， 而在这种情况下飞行又存在其他安全隐患。 P700E无人机能够克服这一不足，通过搭载摄像设备和影像传输设备，可随时执行侦察和探测任务。 指挥中心通过接收来自无人
12、机的微波信号， 及时掌握火场动态信息。8无人机可以全天候地在空中对林区进行勘查，及时发现火情、报告火场位置、采取行动将火灾消灭在初期；P700E无人机配备彩色CCD任务载荷，按预定航迹对林区进行空中巡查。并将空中巡查获取的图像数据实时传回地面测控站，地面测控站将实时图像通过网络传给防火值班部门。对于可疑点或区域，通过遥控指令可改变无人机飞行航迹及飞行高度进行详查，详查图像通过无线链路实时传回地面。对已出现火情的地区运用P600E、P520V进行空中火情态势观察，使灭火指挥部门迅速有效地组织、 布署灭火队伍， 提高灭火作战效率， 防止救火人员的伤亡。P700E无人机配备彩色CCD任务载荷或红外探
13、测任务载荷可在距地面800到2000米飞行高度对地面火场进行实时观察，将获取的图像数据实时传回地面。为地面消防部门第一时间提供火场地理坐标（经、纬度）、火场面积、火场边界、火场蔓延趋势等火场态势情报，使消防部队迅速调配人员进行重点区域灭火工作， 及时通知消防人员撤离危险地区，并根据火场图像资料为消防人员提供撤离路径。该套系统也可为一线消防队伍配备地面便携式图像接收设备。 无人机获取的空中观察火场图像在机上通过广播方式向地面发送， 一线消防部队可在火场的任何区域实时接收到态势图像和数据，进一步提高消防部队的消防效率。对已消灭明火的区域进行空中勘查，及时发现存在的暗火，有效地防止火灾复燃。依靠空中
14、火情观察人员的肉眼无法观察到火场暗火的情况。在过火面积较大时，采用地面人员查找暗火方式，要使用大量人员且不利于人员安全。P700E无人机配备红外探测任务设备，在过火地区空中对地面进行红外探测，红外探测设备可穿透烟雾敏感到地表的温度情况，采用制冷红外探测任务设备可增加红外探测距离、提高敏感温度精度。 空中无人机使用红外探测任务载荷可获取火场区域完整的地面温度分布状态图像，火场红外探测图像实时传回地面。可使消防指挥及时了解灭火效果，及时调配消防人员对隐患点或区域进行重点防范消灭暗火。通过安装彩9色CCD任务载荷的无人机对过火地区的空中观测，可获取森林火灾损毁评估的实时图像，并可对重点区域获取更为详
15、细的图像数据。可以看出， 无人机的应用重点解决在地面巡护无法顾及的偏远地区发生林火的早期发现以及对重大森林火灾现场的各种动态信息的准确把握和及时了解， 也可以解决飞机巡护无法夜航、烟雾造成能见度降低无法飞行等问题。作为现有林业监测手段的有力补充，无人机显示出其它手段无法比拟的优越性，在林业火灾的监测、预防、扑救、灾后评估等方面必将得到广泛的应用。同时，P700E无人机系统也可用于人工增雨，其以使用简便，机动性好，便于投放，又没有人员安全的风险等特点而见长，因此特别适合森林防火作业中的人工增雨。无人机共携带10余枚增雨焰条，通过挂架挂载在机腹与起落架中间。飞行中点燃某枚焰条由地面遥控进行控制，
16、并通过遥测信息显示焰条是否已点的状态。 每次可同时根椐情况同时点燃多根发烟管。根据有人机人工降雨作业投放碘化银数量与作业区域的关系，10枚增雨焰条的碘化银含量即可满足100平方公里的人工降雨作业区域要求。当前我国的火情望、监测体系不健全，火场通信联络不畅，防火道网密度过低，森林航空消防覆盖面不广，机源紧缺，缺乏夜航和低能见度条件的飞行能力， 远不能满足实际工作需要。 而无人机具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测，成本低、机动灵活等特点，对气象的要求低，且没有机场、飞行员及飞机保养等费用的支出，使用维护成本远远低于有人机。无人机作为当前林火监测手段的有力补充， 能够在森林防火和森林消防等方面得到长足的发展。目前无人机在林业中的应用尚处于初始阶段，没有形成规模，随着无人机在林业不同领域应用的不断深入，将为我国林业特别是森林防火工作，促进林业经济发展作出积极的贡献。上海华测导航技术有限公司的“无人机森林防火系统”避免了原始人工了望观察火情的局限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费10用支出和管理成本，提高了林区企业的效应。在监控森林火
