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无人低空遥感系统的设计与实现

作　者: 马永政
导　师: 吴云东
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 无人机 低空遥感 厘米级分辨率 航空影像 雷诺数 稳定性 基高比 像点位移 巡航速度 翼载荷 推重比
分类号: P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


当前几乎全部的摄影测量单位都处于有“测量”而无“摄影”的状态,小区域高精度地形图测绘,一直依赖于全野外的人工作业方式。作为传统航空航天遥感手段的补充,无人机遥感技术成为了遥感领域新的研究热点。本文以小区域1：500、1：1000的地形图测绘所需要的厘米级分辨率航空影像为任务目标,对低空遥感系统进行了分析和设计,所做的主要工作有：1、从无人低空遥感系统的总体目标出发,利用影像分辨率与成图比例尺、像点位移与巡航速度的关系,分析并确定了系统的标准航高、巡航速度；利用雷诺数理论,论证了航高、巡航速度等系统要求的可行性；2、分析了无人低空遥感系统的主导因素,确定了设计的总体要求,提出了定量化的设计指标。借鉴有人机设计的基本理论与方法,利用现有的无人机设计的成果与经验,先后对总体与气动布局、升阻比、起飞重量、推重比、翼载荷、发动机选型和部件参数等总体参数进行了分析和设计；3、分析了航空摄影、飞行安全、任务载荷对系统稳定性的要求,对尾容积、尾力臂等系统参数进行了详细设计；推导了基高比与航向视场角、航向视场角与前-主轮距、旁向视场角与主轮距的关系,设计了起降设备的技术参数;4、按照动力性能相似的原则,完成了验证机研制与测试,在此基础上,研制成功了系统样机,并完成了对样机的实验测试,获得了符合大比例尺地形图测绘要求的厘米级分辨率航空影像,实验结果表明,论文中提出和改进的设计方法可行,设计结果正确。论文最后对无人低空遥感技术的发展方向进行了展望。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 研究背景与选题意义  9-12
  1.2 研究现状与发展趋势  12-14
  1.3 论文结构  14-15
第二章 任务目标与系统要求  15-23
  2.1 有效载荷的选型  15-16
  2.2 摄影航高的确定  16-17
  2.3 由像点位移确定巡航速度  17-18
  2.4 巡航速度的可行性分析  18-21
    2.4.1 雷诺数与机翼失速  19-20
    2.4.2 标准巡航速度的雷诺数Re  20-21
  2.5 本章小结  21-23
第三章 系统的主导因素与参数设计  23-45
  3.1 系统的主导因素  23-24
  3.2 总体参数  24-25
  3.3 系统总体布局与气动布局  25-27
  3.4 几何尺寸估计  27
  3.5 估算系统升阻特性  27-29
  3.6 重量预算  29-32
  3.7 翼载荷和推重比分析与计算  32-33
  3.8 发动机的选择  33-34
  3.9 起落架参数分析与计算  34-37
    3.9.1 起落架基本参数  34-35
    3.9.2 基高比与起落架  35-37
  3.10 飞机部件参数计算与选择  37-43
    3.10.1 机翼翼型选择  37-41
    3.10.2 机翼几何参数的确定  41-42
    3.10.3 机身几何参数的确定  42-43
    3.10.4 尾翼几何参数的确定  43
  3.11 本章小结  43-45
第四章 系统稳定性设计  45-57
  4.1 无人低空遥感系统对稳定性的要求  45-48
    4.1.1 飞行稳定性的概念  45-46
    4.1.2 航空摄影规范对稳定性的要求  46
    4.1.3 任务载荷对稳定性的要求  46-47
    4.1.4 飞行安全性对稳定性的要求  47-48
  4.2 静稳定性设计理论与方法  48-50
    4.2.1 静稳定性设计考虑的主要因素  48-49
    4.2.2 静稳定设计方法  49-50
  4.3 基于静稳定性的尾翼参数修正  50-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 系统样机与实验结果  57-67
  5.1 验证机的研制  57-58
    5.1.1 验证机的要求  57
    5.1.2 验证机测试实验  57-58
  5.2 样机的研制  58-61
    5.2.1 三维建模  59
    5.2.2 提高可靠性的措施  59-61
    5.2.3 起落架  61
  5.3 测试实验  61-66
    5.3.1 实验条件  61
    5.3.2 试验方法  61-65
    5.3.3 实验结果与分析  65-66
  5.4 本章小结  66-67
第六章 总结与展望  67-69
  6.1 本文工作总结  67
  6.2 存在的问题和未来展望  67-69
参考文献  69-73
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  73-75
致谢  75

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 摄影测量学与测绘遥感 > 测绘遥感技术
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