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CW-30
结构稳定，大载重长航时无人机平台，任务载荷能力强，可搭载激光雷达、专业航摄仪、多拼相机、光电吊舱以及合成孔径雷达等设备，服务更多的行业领域。
飞机视频介绍
https://www.bilibili.com/video/av77904853/
CW30LiDAR 垂直起降固定翼激光雷达系统
概述
CW30LiDAR 是我司自主研发的国内首 款垂直起降固定翼激光雷达扫描系统。
高度集成 LiDAR 扫描仪、 GNSS 高精度定位系统、 IMU系统、高速数据采集存储系统、全画幅相机等；
测量距离远、精度高；
支持无基准站功能，无需架设基准站以及打点，使用方便，作业范围不受基准站限制；
支持大测区功能，作业效率高；
支持多卫星导航系统 RTK+IMU 松耦合、紧耦合方式，支持后处理功能、快速生成原始点云，支持真彩色点云。
可广泛应用于测绘、交通、电力、数字城市、高精度地图、侦察、建筑等领域。
CW30LiDAR 为双尾撑布局、后推式油动 的 垂直起降固定翼无人机 系统 。除了具备垂直起降，全自主起飞， RTK 定点起降、精准导航等优异功能外， 其续航达到 2 小时，同时该系统的飞行速度更快，效率更高。连接结构全部采用快锁装置，可快速拆解为 10 部分；展开撤收时间小于 10 分钟；拆解后可装入 1480x 630x 660mm 包装箱，运输携带方便。
CW-30大鹏无人机整机为模块化设计，两人拆装只需5-8分钟，装箱后全套设备可以使用普通越野车运输，大大减小了作业队伍在外转场的运输成本。
系统性能特点
高度集成、高精度配置、实时显控：
设备与垂直起降固定翼无人机高度集成，一体化控制，设备集成了激光扫描仪、 GNSS 高精度定位系统、惯性导航系统、高速数采系统、时间同步系统、全画幅相机等多部件，整机紧凑，集成度高；采用全频 RTK+IMU 融合技术与激光雷达测量技术，测量精度高；地面站软件可实时显示与控制无人机及激光雷达设备 。
免基准站打点、大测区功能
基准站免打点，无需中继站实现大测区功能，作业范围不受测区大小限制，不受 RTK 作用范围限制，不受飞机与引导站通信范围限制，不受飞机与引导站距离限制，不受作业区域移动通信或网络通信限制。同时，精度不受测区大小限制 。
高精度免像控全套解决方案：
高效解决大面积复杂地形测绘，激光点云与正射影像同步获取，快速生成原始点云、真彩点云、高精度 DEM 、 DSM 、 DOM 、 DLG成果，激光点云数据与正射影像高度配准 。
飞行平台性能特点
垂直起降
大大减小对场地、弹射架、降落伞等依赖。
RTK/PPK
标配实时差分和事后差分两种模式同时使用，实时差分主要用于厘米级精准自主垂直降落，后期差分主要用于输出高精度 POS 数据，确保大量减免像控点 。
模块化设计、姿态好
大量使用插销、卡扣、自锁装置，可拆为11 部分， 可轻松放进越野车内运输。同时， 气动经过严格的风洞实验设计，飞行控制采用总能量自适应算法，两者确保姿态稳定，方便生成 DLG 成果 。
双GPS 双磁罗盘多冗余设计：
确保飞行过程中若主差分GPS 出现异常可以平滑切换到备份GPS ，保障飞行安全 。 确保飞行过程中若内置磁罗盘出现异常可以平滑切换到备份外置磁罗盘，保障飞行安全 。
发动机电启动：
起飞空中电打火，若出现空中熄火，可执行空中打火重启。
效率高、多任务设备更换
一架次更高航时可达6 小时 更高载重可达 6 公斤，通过更换挂架的方式 便于集成飞思专业航摄仪 ，倾斜摄影五拼相机，激光雷达，光电吊舱图传 SAR 等多元化任务设备 。
曝光同步：
曝光同步模块确保曝光延时控制在10ms 以内 。
全自主产品，具备权威检测报告：
飞控系统和飞行平台均为成都 纵横公司自主知识产权产品，并且有相关专利 具有 CNAS 认证的检测机构出具的检测报告 。
享受全方位的保险服务：
主流保险公司可承保机身险和第三者责任险。
飞行平台技术参数
更大起飞重量 | 34Kg |
任务载荷 | 3-6Kg |
更佳巡航空速丨更大飞行空速 | 100km/h丨130km/h |
平飞动力丨垂直起降动力 | 汽油发动机丨电机 |
启动方式 | 电启动 |
油箱大小 | 5L |
续航时间 | 6小时 |
翼展丨机身长度 | 4m丨2.1m |
更高起飞海拔丨实用升限 | 4000m丨5500m |
使用环境温度 | -20℃~50℃ |
垂直方向定位精度 | 3cm |
水平方向定位精度 | 1cm+1ppm |
防雨能力 | 小雨（降雨量≤10mm/24h） |
抗风能力 | 6级风 |
控制距离 | 50km |
注：以上性能参数已通过工信部专业检测
激光雷达技术参数
激光雷达单元
激光雷达等级 | 1级，人眼安全，1550nm |
波长（Wavelength） | 近红外 |
精度 | ±1.5cm |
更大脉冲发射频率 | 820KHz |
扫面角（FOV） | 330° |
更大回波数 | 无限次 |
更大测距 | 1350m |
激光发散度 | 0.5mrad |
更大有效速率 | 750,000 Pts/sec |
惯性测量单元
惯导类型 | 光纤 | |
POS陀螺仪零偏稳定性 | 0.5°hr | |
POS加速度量程 | 10g | |
POS系统数据更新率 | 200Hz | |
POS原始数据格式 | RAWIMU、RANGE、RANGECMP、EPH、RTCM3.x等 | |
定位系统模式 | 双频GPS+双频GLONASS+双频北斗 | |
后处理POS系统位置精度 | 平面：≤0.01m（GNSS不失锁），≤0.15m（GNSS信号失锁60秒） | |
垂直：≤0.02m（GNSS不失锁），≤0.11m（GNSS信号失锁60秒） | ||
后处理POS系统姿态精度 | 航向：≤0.017°（GNSS不失锁），≤0.019°（GNSS信号失锁60秒） | |
俯仰：≤0.005°（GNSS不失锁），≤0.007°（GNSS信号失锁60秒） | ||
横滚：≤0.005°（GNSS不失锁），≤0.007°（GNSS信号失锁60秒） | ||
GNSS/INS后处理软件处理方式 | 支持事后差分和精密单点后处理 | |
后处理软件支持的基站数量 | ≥7个 | |
全画幅相机单元
传感器尺寸 | 35.9*24.0mm（全画幅） |
像素 | 4200万 |
分辨率 | 7952*5304 |
焦距 | 21mm |
数据采集系统
时间同步 | 满足POS与激光扫描仪、相机的数据采集同步，同步误差小于1ms |
存储控制 | 独立按钮控制激光扫描仪、存储模块、POS。满足POS和激光扫描仪的存储要求，支持网口等方式下载数据 |
存储容量 | 256G，固态硬盘（可扩展） |
数据存储速度 | ≥100MByte/s |
数据导出速度 | ≥100MByte/s |
整机参数
系统整体扫描高程精度 | ≤5cm（航高200m，RMS） |
系统整体扫描平面精度 | ≤8cm（航高200m，RMS） |
点云密度 | 32点/平（150m AGL 飞行高度820Khz 的扫描频率）； 19点/平（200m AGL 飞行高度600Khz 的扫描频率）； 12点/平（300m AGL 飞行高度600Khz 的扫描频率）； 6点/平（400m AGL 飞行高度400Khz 的扫描频率）； |
减振装置 | 与飞机安装固定连接配备有减振装置 |
系统整体扫描视角 | 330°（系统实际开窗100°） |
工作电压 | 12-30V |
挂载系统功耗 | 82W（典型值） |
挂载系统整体重量（不含相机） | ≤4.85kg |
预处理软件
支持无线连接设备，控制设备工作与状态实时监控
提供点云显示和导出功能
支持点云、惯导数据的联合解算
支持多种自定义坐标系统的导入和导出
支持点云数据编辑、删除等功能
支持点云的多种模式显示，如反射率模式、高度等多种方式展示数据
支持多航带数据的拼接功能
支持多站点 CORS 与千寻数据同时采集
支持单架次大测区功能与全域免像控功能（ 100km 以上）
支持基准站位置标定功能
支持自动精度评估
支持多种坐标系与格式互转
支持照片 PPK 功能，可标定照片曝光时刻高精度的位置与姿态数据，实现免像
控功能
输出格式
数据输出格式 | 支持输出.las |
数据输出坐标系 | 支持WGS84、CGCS2000、西安80、高斯坐标（3度/6度）、UTM坐标、独立工程坐标 |
数据输出格式兼容性 | 图片格式为jpg或者tiff；点云格式：.las |
软件功能
IE软件
输出高精度轨迹文件
基于 NovAtel 硬件平台，能够实现厘米级定位精度、千分之一级别测姿精度
提供松耦合、紧耦合两种组合解算方式，灵活性强兼容多种数据
兼容 Honeywell 、 iMAR 、 InertialScience 、 Litton 、 Motion 、 Pack 、 NovAtel 、
Tamagawa 等多种 IMU 的数据格式，提供自定义 IMU 数据格式功能
兼容 NovAtel 、 Trimble 、 JAVAD 、 Leica 、 NAVCOM 、 Septentrio 等多种 GNSS 数
据输入
支持长距离（可达几百公里） RTK 解算，也可自动下载精密星历实现精密单点定位
支持航拍数据处理
支持通过外部信息处理相机和 IMU 的方向偏差 w p k 角度，识别相机触发的数据点
支持零速修正（ ZUPT）
JoLiDAR处理软件
实时监控、远程配置、数据采集、数据解算、数据显示、数据分析与处理、无基准站功能、大测区数据采集功能、点云生成、真彩点云生成、自动精度评估、坐标转换、 PPK 、设备检校等
无线控制雷达运行参数设置，包括发射频率、线速度等
无线控制雷达开关机 及数据存储
雷达设备状态实时回传显示
千寻与 CORS 数据同步采集
丰富的预处理功能 ：真彩色处理、点云滤波、高精度激光雷达数据融合等预处
理功能
丰富的坐标转换功能：支持 WGS84 、 CGCS2000 、西安 80 、 UTM 、高斯、独立工程
坐标、椭球高、水准高
提供丰富的工具：坐标转换、批量坐标转换、 RXP 数据格式转换、 RTCM 数据格
式转换、坐标转换参数计算等
PPK 功能：支持基准站高精度位置标定、支持照片高精度曝光时刻与高精度位
姿获取功能
设备 ID 查询功能及设备检校参数设置与存储功能。
点云数据生成功能及三维点云浏览功能。
自动精度检查功能，并成精度报告。
MicroStation运行平台
MicroStation是的信息建模环境，广泛应用于公路、铁路、桥梁、建筑、给排水管网、采矿等领域的 BIM 信息建模环境。 MicroStation 既是一款软件应用程序，也是一个技术平台。它
可通过三维模型和二维设计实现实境交互，确保生成值与实际相符合。
作为专业应用程序的技术平台， MicroStation 提供了功能强大的子系统，可保证几何线形和数据集成的一致性，并可增强用户在大量综合的设计、工程和模拟应用程序组合方面的体验。它可以确保每个应用程序都充分利用这些优势，使跨领域团队通过具有数据互用性的软件组合受益。
支持导入：DXF、3DS、SKP、RDL、IGES、Parasolid、ACIS SAT、CGM、STEP、STL、图片和文本;
支持导出：DXF、RDL、IGES、Parasolid、ACIS SAT、CGM、STEP、VRML World、STL、Google Earth KML、U3D、可见边界和二维。
支持 Google Earth v4.0以 Google Earth KML 文件格式发布丰富的 DGN、DWG 和 GIS 模型
捕获 Google Earth 地形模型和航拍图像，以便在 MicroStation 中再现真实的现场。
TerraScan软件模块
TerraScan模块是用来处理数以千万计的激光点数据，较大内存的计算机一次能处理超过 1000 万个点。软件里提供的工具可以广泛应用于电力输送、洪水分析、高速公路设计、钻孔勘探、森林普泛应用于电力输送、洪水分析、高速公路设计、钻孔勘探、森林普查、数字城市建模等不同领域。查、数字城市建模等不同领域。
三维方式浏览点数据
自定义点类，如：地表类、植被类、建筑物类、电线类
激光点分类
根据自定义规则自动分类激光点
交互式判别三维目标，如电力铁塔
应用围栏删除不要或错误的点
删除不必要的点以减少数据量
通过捕捉激光点数字化地物
探测电力线或房屋的屋顶
输出高度颜色栅格影像图
利用激光点组成断面图
将分出的点类输出到文本文件
该模块可以从文本文件或二进制文件读入激光点数据
TerraPhoto软件模块
TerraPhoto软件 模块根据航空影像产生正射影像，是专门设计为处理执行扫描任务产生的影像文件，并且要应用到激光点生成的地表模型。整个纠正过程可以在测区中没有任何控制点条件下执行。
只需一步，可以直接产生并镶嵌正射影像
根据激光点构造所有地形表面三角面模型，根据高程值逐像素纠正影像
自动平滑过渡两个影像间的色差
*TerraPhoto同时也提供对MicroStation中的显示背景影像的支持。其所支持的影像格式有：ECW，GeoTIFF，TIFF，BMP，CIT，COT，RLE，PIC，PCX，GIF，JPG和PNG
智能化，高精度地形测绘案例
贵州兴义市龙井村滑坡应急测绘
背景
2019年 2 月 17 日凌晨，贵州兴义市龙井村 9 组发生山体滑坡。滑坡发生后，贵州省测绘院启动应急测绘紧急预案，时间携带 CW 30LiDAR 系统赶赴现场采集数据。
龙井村9 组滑坡位于贵州省黔西南州兴义市区西南侧，为一顺层岩质滑坡（滑坡发生前被命名为龙井村 9 组不稳定斜坡），初步估计滑坡体积约 20 万立方米。 2014 年该处曾发生一次顺层滑动，留下了一个大光面，并在东侧形成高约25 米的垂直临空面（下图所示）。 2018 年 6 月在老滑坡区后缘出现新裂缝， 2018年底相关裂缝已贯通且变形不断增长。
▲贵州兴义龙井村9组不稳定滑坡全貌（黄线为此次裂缝分布和滑坡区）
现场图
数据成果要求
坐标系：采用WGS84 平面坐标、大地高程、中央经线为 105 °、高斯 3 投影。
数据成果：las 点云数据。
任务安排
项目参与人员
成都纵横大鹏无人机科技有限公司
职务/岗位 | 人数 | 备注 |
项目负责人 | 1 | 负责整个项目的对接与贵州省测绘院的对接安排 |
技术服务组 | 2 | 无人机飞手2人，负责航飞与数据采集 |
技术组 | 1 | 现场技术工程师1人， |
总计 | 4 | 4 |
贵州省测绘院
职务/岗位 | 人数 | 备注 |
项目负责人 | 1 | 负责与成都纵横机载雷达演示人员进行演示项目的对接安排 |
技术工作师 | 2 | 负责用RTK测量基站坐标点、点云精度检查点 |
总计 | 3 | 3 |
投入的主要仪器设备
序号 | 仪器设备名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
1 | 大鹏垂直起降固定翼激光雷达系统 | CW-30 LiDAR测绘版 | 1套 | 自有 |
2 | 设备控制与数据处理电脑 | 戴尔Inspiron | 1套 | 自有 |
应用软件情况
序号 | 名称 | 用途 | |
1 | 纵横CWCommander | 地面站软件，用于航线规划、激光雷达设备控制、航飞控制等。 | |
2 | NovAtel Inertial Explorer8.7 | POS解算软件，得到高精度的 | |
3 | 纵横JoLiDAR软件 | 点云数据预处理软件，用于激光雷达设备控制、点云预处理、坐标转换、点云精度验证功能、POS后差分处理、基站PPK。 | |
4 | TerraSolid 2013 | 点云浏览、航带匹配查看、点云分类、利用点云组成断面图 | |
任务完成情况
按与贵州省测绘院相关技术负责人协商意见，我方机载雷达相关人员于2019 年 2 月 19 日开始进行 CW 30LiDAR 外业数据采集演示； 2019 年 2 月 20 日已将 CW 30LiDAR 成果数据提交给贵州省测绘院。
技术依据
（1 ）《城市测量规范》 CJJ/T 8 2011
（2 ）《三、四等水准测量规范》 GB/T 12898 2009
（3 ）《卫星定位城市测量技术规范》 CJJ/T 73 2010
（4 ）《基本比例尺地图图式第 1 部分： 1:500 1:1000 1:2000 地形图图
式；第 2 部分 1 5000 1 10000 地形图图式》 G B/T 20257.1 2007
（5 ）《测绘技术设计规定》 CH/T 1004 2005
（6 ）《测绘成果质量检查与验收》 GB/T 24356 2009
（7 ）《数字测绘成果质量检查与验收》 GB/T 18316 2008
（8 ）《机载激光雷达数据获取技术规范》 CH/T 8024 2011
（9 ）《机载激光雷达数据处理技术规范》 CH/T 8023 2011
（10 ）《 1:500 1:1000 1:2000 地形图航空摄影测量外业规范》 CB/T T9731 2015
（11 ）《 1:500 1:1000 1:200 0 地形图航空摄影测量内业规范》 CB/T 13977 2012
（12 ）其他相关技术规程规范、委托书、合同等
作业流程
采集作业流程
CW30LiDAR 机载雷达系统采集作业流程主要分为项目现场勘测、基站架设、飞行航线规划与参数设置、无人机作业准备与飞行。
项目现场勘测
根据作业区域现场勘测：查看飞行区域是否存在地面高差起伏、高楼、高压线的情况，选择合理的基站架设位置与起飞降落点。
基站架设
基站架设应选在无高压线、视野开阔地方，并采用油漆或者钉子标记。
飞行航线规划及设备参数设置
将作业区域kml 文件导入 CWCommander 地面站软件中，此时可手动生成航线，也可根据 kml 文件自动生成航线，可根据地形高差修改航线，以实现仿地飞行。
此次飞行根据成图比例尺、点云带宽、点云密度、无人机巡航速度、测区地形，设备参数如下：
飞行高度：200 300m
激光雷达发射频率：600khz
航带间距:100m
飞行方式：根据航线规划设计，在采集区域内往返飞行。
航线规划
无人机作业准备与飞行
在现场组装好无人机，检查无人机各元器件正常后即可起飞作业；作业准备与飞行飞行过程中，可通过地面站软件实时监控飞机的飞行状态、载雷达系统工作状态。
CW30LiDAR 飞行作业
激光雷达点云数据预处理
POS数据处理
使用全球后差分处理软件IE ，在 IE 中新建工程、导入原始数据、设置基站坐标、设置解算参数、解算 POS 数据、按一定格式导出 POS 轨迹数据。在得到 POS 轨迹中时时刻刻的位置及姿态信息后，方便与原始三维激光数据融合生成点云数据。
准备所需数据：基站数据
(Base. 、移动站数据（ GNSS.txt ）、惯导数据IMU.txt ）。
POS数据处理：
在IE 中新建过程，分别将已转换后的基站数据、移动站数据、惯导数据添加进工程，并填写好基站坐标。
使用TC 紧耦合解算方式，设备数据文件里自带惯导类型、设备杆臂值、旋转角，可直接进行组合解算。
根据JoLiDAR 所提供的 pos 数据格式模板进行导出 pos 结果文件。
激光雷达点云数据预处理
通过JoLiDAR 预处理软件将获取到的原始三维激光点云数据与 POS 数据进行预处理，将其处理成通用的点云数据格式 .las ，并转成所需的数据坐标系，以便进行后续的数据后处理及数据分析。
激光雷达点云精度分析
点云航带间重合度分析
在全球的机载雷达处理TerraSolid 软件中，导入 las 数据、 POS 轨迹数据后，点云显示按航带显示，使用断面分析工具即可进行航带间重合度分析。
点云按航带显示
在随意截取带屋顶或者马路等特征较为明显的地物看剖面，航带间重合都非常好。
点云精度验证
在自主研发的 JoLiDAR 软件中，点击精度评估工具栏下的自动精度评估工具，导入点云区域附件的精度验证点，自动生成精度报告。
点云效果浏览
在QT Reader 软件中导入 las 点云 查看点云效果。
重庆市武隆大田堡高铁规划设计
长度 | 50km |
验收要求 | 1:1000地形图，每平米大于8个点，同时需要高清影像数据 |
难点 | 山区，高差高达800m |
飞行高度 | 380-450m，仿地飞行 |
影像重叠度 | 旁向30%，航向67% |
高程中误差 | 8.77cm |
点云与影像叠加
断面
植被穿透能力（黄色为地面点）
真彩色点云
产品配置清单
1 CW-30飞行平台
CW 30 机体 一架
汽油发动机一台（ 含电启动
平飞螺旋桨 一支
燃油箱一个
舵机七个
悬停机臂 一对
悬停螺旋桨 四支
悬停电机 四 台
悬停 电调 四 个
2 CW-30飞行控制与航电系统
大鹏专用 自驾仪 硬件 一套 含 差分 GPS 模块）
大鹏专用磁罗盘一套
大鹏专用 航空连接器一套
机载 差分 GPS 天线 一根（含馈线）
机载数传 天线一根 含馈线）
大鹏 专用自驾仪软件一套
3 电池组
飞控电池两块
发动机启动电池两块
悬停动力电池四块
地 面站外挂电池一块
4 地面站系统
GCS202 地面站 一套 （含地面站充电器
数传天线 一根
玻璃钢天线一套（含馈线）
WIFI 天线 一根
大鹏专用 地面站软件一套
三角架一套（ 同时支持 GCS202 和玻璃钢数传天线安装
5 附属件
5L燃油配比壶燃油配比壶（含加油泵）（含加油泵）一套
随机工具 一 套
专用包装箱一套
大鹏专用遥控器一套 （包括 SBUS 接收机）
动力电池充电器 一套
平飞螺旋桨 一支（备用）
机油一瓶
422 转接线、 232 转接线、 DB9 头转接线、地面站外接电源线各一根
风速 仪一套
合格 证一份
LINK 100 定 位系统一套
6 任务设备
激光雷达系统一套
全画幅正射相机一套
软件
7 IE 软件一套
JoLiDAR 点云处理软件一套
TerraSolid 软件一套
8 保险
一年， 机身损失险（机体与设备）和第三者责任险
京ICP备14012449号-1