外業航飛
01
現場勘查
作業員需要對測區周圍進行踏勘，收集地形地貌信息，以及周邊的重要設備和交通信息，為無人機的起飛、降落、航線規劃提供資料。對于大城市、機場或高海拔地區，航測之前首先應申請空域。
02
飛行環境
在進行外業航飛之前，應該根據已知的測區資料和相關數據對無人機系統的性能進行評估，判斷飛行環境是否滿足飛機的飛行要求，影響無人機飛行的因素主要包括以下四方面。
(1)海按。測區的海拔應該滿足無人機的作業要求，無人機飛行的高度應該大于當地的海拔和航高。
(2)地形、地貌條件。地形和地貌主要影響無人機成圖的質量，對于地面反光強烈的地區，如沙漠、大面積的鹽灘、鹽堿地等，在正午前后不宜攝影。對于陡蛸的山區和高密集度的城市地區，為了避免陰影，應在當地正午前后進行攝影。
(3)風氣和風向。地面的風向決定無人機起飛和降落的方向，空中的風向對飛行平臺的穩定性影響很大，盡量在風力較小時進行攝影航測。
(4)電磁和雷電。無人機空中飛行平臺和地面站之間通過電臺傳輸數據，要保證導航系統及數據鏈的正常工作不受干擾。
在實際到達現場時，應記錄現場的風速、天氣、起降坐標等信息，留備后期的參考和總結。
03
設備檢查
在進行航飛前，應對所有的設備、裝置進行檢查，主要包括航測相機的檢校，飛機性能的檢測，電池的電量，飛機內部各部件之間的緊密、電臺、GPS等。在環境復雜的山區航飛時，為了防止飛機丟失，可以在飛機上配置移動定位設備。對于彈射起步的無人機，還應檢查彈射架的狀況。
04
航高的確定
像片比例尺定義為像片上的線段與地面上相應水平線段之比：
1/m = f/H (1)
公式(1)中，H為相對測區平均水平面的高度，f為相機中心到像平面的距離垂距即焦距。
航測比例尺的選定取決于測圖比例尺，大體與測圖比例尺相當。選定了相機和比例尺以后，可根據公式(1)計算航高。在飛行時，飛機應按照預定的航高飛行，同一航線內各攝站的航高差不得大于40m。
05
照片重疊度
在傳統攝影測量學中，航向重疊度一般規定為60%，最小不得小于43%，最大不大于74%；旁向重疊度一般規定為30%，最小不得小于14%，最大不大于40%。無人機進行航測時，根據項目需求不同，可分為以下三種。
(1)航測生產地形圖：航向重疊度一般設置為80%；旁向重疊度一般設置為60%，記為（80x60）。
(2)項目要求只需要生產正射影像(DOM)，航向重疊度一般設置為70%，旁向重疊度一般設置為60%，記為（70x60）。
(3)無人機傾斜三維建模要求航向重疊度和旁向重疊度至少均為70%，記為(70×70)。
航線規劃與像控點布設
01
航線規劃
無人機航跡規劃是任務規劃的核心內容，需要綜合應用導航技術、地圖信息技術以及遠程感知技術，以獲得全面詳細的無人機飛行現狀以及環境信息，結合無人機自身技術指標特點，按照一定的航跡規劃方法，制定最優或次優路徑。因此，航跡規劃需要充分考速電子地圖的選取、標會、航線預定規劃以及在線調整時機。
航線規劃一般分為兩步：首先是飛行前預規劃，即根據既定任務，結合環境限制與飛行約束條件，從整體上制定最優參考路徑；其次是飛行過程中的重規劃，即根據飛行過程中遇到的突發情況，如地形、氣象變化、未知限飛禁飛因素等，局部動態地調整飛行路徑或改變動作任務。
常用的航線規劃方案有兩種，一種是“S”形航線，另一種是構架線。
02
攝影測量外業控制測量
攝影測量外業控制測量是在測區內測定用于內業幾何定位的影像控制點的平面位置和高程值，是內業影像解析和測圖的基礎，主要目的為計算待求點的平面位置、高程和像片外方位元素，達到影像和實際地物的正射投影。
在數字攝影測量發展階段，影像的獲取和解析全部實現數字化，外業控制測量的重要性尤為顯著。影像所包含的空間信息是以灰度值矩陣來表示的，為了達到影像的正確匹配和無差異重疊，需要對影像進行高精度的正射投影校正和影像灰度閾值分析，以便將灰度矩陣進行最小誤差匹配和數字型數據顯示。為了獲取相同基準的影像數據，必須通過控制測量方法建立基準轉換系統，而控制點的布設位置、布設精度和布設密度都會影響基準的轉換精度。
03
外業控制點的布設
根據測區地形環境的不同，一般有兩種布設方案，分別是在航飛之前布設控制點和在航飛之后布設控制點。對于山區或者地面標志物較少的地區，沒有明顯的特征點，所以需要在航飛之前布設像控點。對于建筑密集的城市，有明顯的特征點，則可以在飛行之后布設控制點。
外業控制點的選擇和布設直接關系到影像的最終影像匹配精度，所以遵從控制點的布設原則，保證控制點的布設密度，選擇合適的控制點位是外業控制點布設的幾個基本要求。
1）布設原則
控制點的選擇和布設不僅和布設方案有關，還要考慮影像成圖、誤差改正等對控制點的具體點位要求，所以應遵循以下原則：
①控制點的目標影像應清晰易判讀。
②為了減弱和消除投影差對影像匹配結果的影響，控制點的位置距離影像邊應≥1~1.4cm。
③控制點的實地選擇應避免受到陰影、相似地物的影響。
④控制點要與周邊地物形成一定的灰度反差，易于進行影像判讀和識別控制點。⑤控制點的位置要便于測量，若選用GPS進行點位測量，需要遠離大片水域、電視塔、通信線路等，以免發生電磁干擾。
2）像控點的布點方式
布設的控制點盡量在測區保持分布均勻，一般采用九宮格布點法，航線兩端及中間均隔一或兩條航線布設平高點，既能保證成圖精度，又能減少外業工作量。
3）像控點的選點
像控點應該選擇在航攝像片上影像清晰、目標明顯的像點，實地選點時，也應考慮側視相機是否會被遮擋。對于弧形地物、陰影、狹窄溝頭、水系、高程急劇變化的斜坡、圓山頂、跟地面有明顯高差的房角、圍墻角以及航攝后有可能變遷的地方，均不應當作選擇目標。
4）目標成像不清晰，與周圍環境色差小、與地面有明顯高差的目標，會影響空三內業的刺點誤差，因此均不能用作像控點，如下面幾個例證所示：
①與水面有高差，不能作為像控點。
②顏色相近，航片上不易辨認，不能作為像控點。
③與地面有高差，不能作為像控點。
因實際情況中航攝區域未必都有合適的像控點，為提高刺點精度，保證成圖精度，應在航攝前采用刷油漆的方式提前布置像控點標志。標志可刷成“L”形或“十”形。布置成“十”形時，應在十字中心加噴直徑為4cm的圓點，以提高刺點精度，如下圖所示：
04
像控點的量測
像控點的測量一般采用“GPS RTK”的方法，因為GPS測量結果使用的是WGS-84坐標系統，若項目要求測量成果使用其他坐標系統，則需要在觀測之前進行坐標系轉換，求出WGS-84坐標系與目標坐標系之間的轉換關系。
1）坐標系校正方法
①首先要有至少3個目標坐標系的基礎控制點坐標數據，其中的1個用作校正。注意已知點最好要分布在整個作業區域的邊緣，能控制整個區域，一定要避免已知點的線形分布。
②在電子手簿上輸入已知控制點的坐標，并把GPS流動站接收機架在已知點上，測得WGS-84的坐標數據。
③根據已知點的已知坐標數據和WGS-84坐標系的坐標數據，計算四參數或者七參數，求得兩坐標系之間的轉換關系。
④檢查一下水平殘差和垂直殘差的數值，看其是否滿足項目的測量精度要求，參差應不超過2cm，檢校無誤后才可以進行下一步作業。
2）野外觀測要求
①兩次觀測，每次采集30個歷元，采樣間隔1s。
②接收機在觀測過程中不應在接收機近旁使用對講機或手機；雷雨過境時應關機停測，并取下天線，以防雷電。
③兩次觀測成果需野外比對結果，比對值為兩次初始化采集的最后一個歷元的空間坐標，較差依照平面較差不超過4cm，大地高較差不超過4cm的精度標準執行；不符合要求時，加測一次；如果三次各不相同，則在其他時間段重新觀測。
④每日觀測結束后，應及時將數據從GPS接收機轉存到計算機上，確保觀測數據不丟失，并拷貝備份由專人保管。
