轻小型无人机遥感发展报告

第1章 绪论 1

1.1 发展现状 1

1.1.1 轻小型无人机平台 1

1.1.2 遥感载荷 2

1.1.3 遥感应用 3

1.2 发展趋势 4

1.2.1 轻小型无人机平台 4

1.2.2 遥感载荷 5

1.2.3 遥感应用 6

上 篇 11

第2章 轻小型无人机平台 11

2.1 无人机历程 11

2.1.1 无人机定义 11

2.1.2 无人机分类 12

2.1.3 无人机的发展历程 13

2.1.4 国外无人机现状 16

2.1.5 国内无人机现状 22

2.1.6 消费类无人机的兴起 27

2.2 轻小型无人机布局及其特点 27

2.2.1 固定翼轻小型无人机 27

2.2.2 无人直升机 29

2.2.3 多旋翼无人机 32

2.2.4 复合式布局无人机 35

2.2.5 微型无人机 36

2.3 无人机动力装置 37

2.3.1 活塞式发动机 37

2.3.2 涡轮发动机 40

2.3.3 电池动力与电动马达 41

2.4 轻小型无人机导航技术 43

2.4.1 卫星导航 43

2.4.2 惯性导航 44

2.4.3 组合导航 47

2.4.4 无线电导航 49

2.5 轻小型无人机飞行控制 49

2.5.1 无人机飞行控制系统 49

2.5.2 飞行控制系统的实现 49

第3章 轻小型无人机测控与任务规划 57

3.1 无人机状态监控与地面指控站 57

3.1.1 无人机地面监控系统 58

3.1.2 无人机地面指控站 58

3.1.3 机载控制系统 61

3.2 无人机数据链路 61

3.2.1 无人机链路系统组成 61

3.2.2 无人机链路信道传输特性 62

3.2.3 无人机数据链路设备 63

3.3 无人机任务规划与指挥控制 66

3.3.1 无人机任务规划的内容 66

3.3.2 无人机任务规划流程 67

3.3.3 无人机航路规划 68

3.3.4 无人机任务规划系统的未来发展 69

3.4 无人机编队飞行 70

3.4.1 无人机编队飞行的主要特点 70

3.4.2 无人机编队研究现状 71

3.4.3 无人机移动自组网 73

第4章 管理规范与技术标准 75

4.1 相关规范标准综述 75

4.1.1 轻小型无人机遥感标准体系 75

4.1.2 国外标准现状、相关管理法规 76

4.1.3 国内标准现状、相关管理法规 76

4.1.4 国内外代表性标准介绍 77

4.2 轻小型无人机遥感管理及应用 79

4.2.1 相关规定 79

4.2.2 无人机管理 80

4.2.3 从业人员管理 83

4.3 无人机及载荷标准与规范 85

4.3.1 无人机平台子系统 86

4.3.2 遥感任务载荷子系统 88

4.3.3 电源系统 89

4.4 遥感作业的标准与规程 89

4.4.1 遥感作业法规与安全须知 89

4.4.2 遥感作业操作规范 91

4.4.3 遥感作业应急预案 91

4.5 遥感信息处理的标准与规范 92

4.5.1 数据预处理与精处理 92

4.5.2 信息提取与综合 94

4.5.3 数据管理 94

4.6 轻小型无人机遥感系统综合验证场 96

4.6.1 验证场基本构成 96

4.6.2 国外综合验证场发展现状 97

4.6.3 我国综合验证场发展情况 98

中 篇 109

第5章 轻小型无人机光学遥感载荷 109

5.1 光学载荷发展现状与趋势 109

5.1.1 国内光学遥感载荷发展现状 109

5.1.2 无人机光学载荷发展趋势 111

5.2 光学遥感载荷原理 113

5.2.1 传感器原理 113

5.2.2 多角度摄影原理 115

5.2.3 摄影导航与控制系统原理 116

5.2.4 数据存储系统原理 116

5.2.5 数据传输系统原理 117

5.2.6 系统集成原理 118

5.3 轻小型无人机光学遥感载荷关键技术 119

5.3.1 轻小型无人机光学载荷关键技术 119

5.3.2 轻小型无人机载荷数据产品验证关键技术 121

5.4 轻小型无人机典型光学载荷产品与应用 122

5.4.1 典型光学传感器产品 122

5.4.2 典型光学载荷产品 125

5.4.3 应用案例 129

第6章 轻小型红外谱段遥感载荷 132

6.1 红外载荷发展现状与趋势 132

6.1.1 国外微型红外载荷发展现状和趋势 132

6.1.2 我国微型红外载荷发展状况 136

6.2 红外载荷原理 138

6.2.1 红外辐射原理 138

6.2.2 红外探测原理 138

6.2.3 红外载荷原理 139

6.3 轻小型无人机红外载荷关键技术 140

6.3.1 红外载荷开发与系统集成关键技术 140

6.3.2 轻小型无人机红外载荷数据处理关键技术 141

6.3.3 载荷数据产品验证关键技术 142

6.4 轻小型无人机红外载荷典型产品和应用 142

6.4.1 轻小型无人机红外载荷主要产品 142

6.4.2 应用实例 155

第7章 轻小型无人机激光雷达载荷 158

7.1 激光雷达载荷发展现状与趋势 158

7.1.1 轻小型机载激光雷达载荷发展现状和趋势 158

7.1.2 我国轻小型机载激光雷达载荷发展状况 162

7.2 机载激光雷达原理 166

7.2.1 机载激光雷达工作原理 166

7.2.2 机载激光雷达系统组成 167

7.3 轻小型无人机载激光雷达载荷关键技术 169

7.3.1 轻质高效激光发射机技术 169

7.3.2 高频、大视场扫描技术 170

7.3.3 POS联合解算及校正技术 170

7.3.4 设备内标定及检校技术 170

7.3.5 数据预处理与点云处理 171

7.4 轻小型无人机载激光雷达载荷典型产品和应用 172

7.4.1 轻小型无人机载激光雷达载荷主要产品 172

7.4.2 轻小型无人机载激光雷达载荷应用案例 176

第8章 轻小型无人机成像光谱遥感载荷 181

8.1 成像光谱仪发展现状与趋势 181

8.1.1 国外成像光谱载荷的发展 181

8.1.2 国内成像光谱载荷的发展 184

8.2 成像光谱载荷原理 188

8.2.1 色散型成像光谱仪 188

8.2.2 干涉式成像光谱仪 189

8.2.3 滤光片式成像光谱仪 190

8.3 轻小型无人机成像光谱载荷关键技术 191

8.3.1 轻小型无人机平台成像光谱载荷关键技术 191

8.3.2 轻小型无人机成像光谱载荷数据处理关键技术 191

8.4 小型无人机成像光谱载荷应用案例 193

第9章 合成孔径雷达载荷 196

9.1 合成孔径雷达发展现状与趋势 196

9.1.1 国外微型SAR载荷发展现状与趋势 196

9.1.2 我国微型合成孔径雷达发展现状 203

9.2 合成孔径雷达原理 204

9.2.1 SAR成像几何构型 205

9.2.2 SAR空间分辨率 206

9.2.3 SAR图像处理 207

9.2.4 SAR复数图像 207

9.3 微型SAR载荷关键技术 208

9.3.1 微型化、低功耗与高性能的雷达系统技术 208

9.3.2 非线性误差估计与校正 209

9.3.3 微型SAR成像处理技术 210

9.3.4 高精度运动补偿技术 213

9.3.5 微型SAR的实时成像处理技术 217

9.4 典型载荷产品和应用实例 218

9.4.1 典型载荷介绍 218

9.4.2 微型SAR应用特点和典型应用实例 223

第10章 航空物探载荷 226

10.1 航空物探载荷发展现状与趋势 226

10.1.1 航空磁载荷发展现状与趋势 226

10.1.2 航空电磁载荷发展现状与趋势 227

10.1.3 航空放射性载荷发展现状与趋势 230

10.2 航空物探载荷关键技术 231

10.3 航空磁载荷典型产品与应用案例 232

10.4 航空电磁载荷典型产品和应用实例 235

第11章 在研载荷 237

11.1 轻小型飞机微波辐射计 237

11.1.1 微波辐射计原理 238

11.1.2 机载微波辐射计发展现状 239

11.1.3 机载微波辐射计载荷发展趋势 241

11.1.4 轻小型无人机平台微波辐射计关键技术 241

11.1.5 轻小型机载微波辐射计产品 242

11.2 GNSS-R载荷 245

11.2.1 GNSS-R载荷原理 245

11.2.2 GNSS-R载荷发展现状 246

11.2.3 GNSS-R载荷发展趋势 250

11.2.4 轻小型无人机GNSS-R载荷关键技术 250

11.2.5 轻小型无人机GNSS-R载荷典型产品和应用 251

11.3 轻小型无人机差分吸收光谱仪（DOAS） 252

11.3.1 差分吸收光谱技术（DOAS）原理 252

11.3.2 轻小型差分吸收光谱仪（DOAS）发展现状 254

11.3.3 轻小型无人机平台DOAS载荷关键技术 255

下 篇 259

第12章 遥感数据获取与处理 259

12.1 遥感飞行作业与数据获取 259

12.1.1 遥感任务规划 259

12.1.2 空域申请与作业流程 259

12.1.3 数据质量检查与整理 261

12.1.4 空域管理 262

12.2 光学影像处理技术 263

12.2.1 单传感器数据处理技术 263

12.2.2 多视立体影像处理技术 266

12.3 SAR影像处理技术 268

12.3.1 雷达立体测量 268

12.3.2 雷达干涉测量 268

12.3.3 SAR影像处理软件 269

12.4 Lidar数据处理技术 270

12.4.1 航摄设计软件 271

12.4.2 数据预处理软件 271

12.4.3 数据后处理软件 272

12.4.4 激光数据处理一体化软件 272

12.4.5 激光雷达数据应用软件 273

12.4.6 激光雷达数据免费浏览工具软件 273

12.5 机载视频处理技术 274

12.6 遥感影像解译专题处理技术 274

第13章 轻小型无人机遥感应用 277

13.1 重大突发事件和自然灾害应急响应 277

13.1.1 需求特点 277

13.1.2 服务对象 277

13.1.3 经济效益 277

13.1.4 发展趋势 278

13.1.5 典型案例 278

13.2 国土、测绘、城市、海洋等领域应用 281

13.2.1 需求特点 281

13.2.2 服务对象 282

13.2.3 经济效益 282

13.2.4 发展趋势 282

13.2.5 典型案例 282

13.3 农林、环保、科教文化等领域应用 290

13.3.1 农林应用 290

13.3.2 环保应用 293

13.3.3 科教文化应用 295

13.4 矿业、能源、交通等领域应用 296

13.4.1 矿业应用 296

13.4.2 能源领域 297

13.4.3 交通应用 300

13.5 公共安全领域应用 301

13.5.1 需求特点 301

13.5.2 服务对象 301

13.5.3 应用案例 302

13.5.4 社会意义 302

13.6 互联网、移动通信和百姓娱乐应用 303

13.6.1 互联网应用 303

13.6.2 移动通信领域 304

13.6.3 文化娱乐活动 304

第14章 信息服务技术系统 306

14.1 轻小型无人机遥感系统及操控师信息库系统 306

14.1.1 系统结构 306

14.1.2 系统访问与更新机制 306

14.1.3 系统功能模块 308

14.1.4 用户界面 309

14.2 轻小型无人机遥感成果信息服务系统 311

14.2.1 系统结构 311

14.2.2 系统功能 312

14.2.3 用户界面 312

14.3 国内外相关影像管理数据系统或软件 313

14.4 国外遥感影像元数据管理 317

参考文献 319

附录一 典型无人机遥感应用机型介绍 326

附录二 无人机遥感应用大事记 337