无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。它不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，而且适用于载人飞机不宜执行的任务，凭借分辨率高、作业效率高、周期短、轻便灵活、成图直观、精确等特点，在地籍测量、土地利用变更调查、土地执法检查、地质灾害检测等方面的应用越来越广泛^[1-6]。

探究无人机的飞行精度及其在1：2 000地形图制作中的应用，在实际生产中具有一定的价值。由于很多城市已建立地方连续运行参考站(conti-nuously operating reference stations, CORS)系统，本文将无人机与地方CORS系统建立实时通讯，免去地面像控点的布设，节省了大量的外业时间，最大程度地提升了作业效率，保证飞行精度。

1 无人机软件及功能介绍

eBee和eBee-RTK(real-time kinematic)无人机具有重量轻巧、模块化设定、机翼可拆卸、冲击力低、安全性高等特点。无人机采用电力推进，配置可充电式锂聚合物电池，相比其他电池，具有容量大、安全、无污染、低噪音等优点。其内置高性能全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)接收机，通过地面电台将CORS基准站改正讯号上传至eBee-RTK，飞行过程中及时计算RTK坐标，可省去地面像控点的布设，属于测量级测绘无人机，精度较高^{[7, 8]}。

无人机的外业操作软件为Emotion2，内业数据处理软件为Postflight3D。Emotion2主要进行用于航线设计、起飞区域和降落区域的选择、实时监控飞机飞行姿态和安全状况，并对飞行数据进行预处理。Postflight3D软件是无人机飞行数据的后处理软件，在完成相机的自检校、特征点匹配、空三加密、生成三维点云的基础上，可快速获得具有地理坐标的正射影像图和创建三维模型图^{[9, 10]}。

2 精度分析

2016年1月，对广州市增城区中新镇山美村实施了范围21 km²的无人机航摄，利用eBee-RTK及eBee无人机结合广州连续运行参考站(Guangzhou continuously operating reference stations, GZCORS)系统完成了1：2 000正射影像图及数字线划图的制作，涵盖山美村全部和相邻村部分范围。

2.1 航线设计

航线规划需综合考虑外业作业范围、地形的特点、气候条件、精度要求、相机参数等各种因素，在保证质量的前提下进行最优设计。检查航线走向，综合考虑测区形状和风向等自然条件；检查分区的合理性，测区是否覆盖完整，分区内地形高差是否符合设计要求；检查摄影基准面的合理性，地面分辨率和像片重叠度是否符合设计要求。当摄影航高稳定时，在航线其他参数不变的情况下，最低地面分辨率一般位于摄影区域的最低处，最小像片重叠度一般位于摄影区域的最高处。为了保证成图精度，最低处的地面分辨率和最高处的像片重叠度均应控制在限差以内。

此次飞行完成了eBee和eBee-RTK无人机两种模式下共计9个架次的航摄飞行，获取了9个架次的飞行数据，每个架次长约7.5 km，相对航高500 m，有效航摄飞行时间为300 min，共获取相片706张，同时根据相机检校结果、机载差分全球定位系统(difference global positioning system, DGPS)和飞行控制器结合GZCORS得到航摄各相片对应的相机参数和POS参数。

2.2 像控点布设方案

由于无人机获取影像像幅小，航片之间重叠度大，基线长度较短，同等条件下，无人机影像无论是航线数还是像片总数，都远远大于常规航测，依据原航空摄影测量规范布设野外像片控制点，外业工作量成倍增加。

探讨满足测图精度要求的像控点布设方案，是保证无人机低空航摄系统测绘地形图精度的关键。在满足相关国家规范情况下，应综合考虑成图精度、分辨率、产品用途、地形特点等多种因素，以能满足空中三角测量精度为原则，对像控点布设方案进行优化设计。本次对比了3种无人机低空摄影方案：①eBee-RTK无人机飞行方案，不引进像控点；②利用eBee无人机加入像控点的施测方案；③利用eBee-RTK无人机加入像控点的施测方案。

根据布设原则，本次飞行在测区范围内均匀分布选取了5个像方控制点，利用CZCORS系统进行控制测量，能有效控制整个测区范围，以满足成图精度要求。

2.3 精度对比

此次飞行采用了eBee和eBee-RTK无人机两种模式，并对加入像控点的情况进行了精度比对。eBee-RTK无人机的作业流程如图 1所示；飞行航线如图 2所示。

根据山美村的地形特征，本次数据处理主要是截取正射影像图中的显著点、显著道路面和显著房屋面，与实测相对应区域的1：500地形图进行精度对比，以此来判断eBee-RTK与加入像控点的eBee-RTK的影像图的精度。通过以下3个方案进行无人机影像数据精度对比、分析。

方案1 eBee-RTK影像图和1：500地形图精度对比。

方案2 加入像控点的eBee影像图和1：500地形图精度对比。

方案3 加入与方案2相同像控点的eBee-RTK影像图和1：500地形图精度对比。

3种方案平均中误差对比如表 1所示。

由表 1可知，3种方案的点位平均误差分别为0.45 m、0.38 m、0.36 m，边长平均误差分别为0.28 m、0.20 m、0.19 m，方案3的数据解算精度优于方案1和方案2，由此可得, 加入像控点的无人机飞行数据可提升解算精度，3种方案精度都满足技术要求，3种方案房屋面点位和边平均误差如表 2所示。

由表 2可知，3种方案的点位平均中误差和边长平均中误差相差较小，eBee-RTK和加入像控点的eBee无人机均可满足1：2 000地形图的精度要求(点位平均中误差小于等于0.80 m)，且在利用两种无人机拍摄的房屋面检测中，点位精度和边长精度基本相同，都无明显的扭曲变形，说明eBee-RTK无人机在不需要地面像控点布设的情况下，绝对定位精度与加入像控点的eBee无人机影像精度基本无异。这在实际生产中可节省大量的时间、人力和物力。

3 结束语

通过eBee-RTK无人机、加入像控点的eBee无人机的数据采集、处理和分析，可得出以下结论。

1) 加入像控点的无人机飞行数据可提升解算精度。

2) eBee-RTK无人机在不需要地面像控点布设的情况下，绝对定位精度与加入像控点的eBee无人机影像精度基本相当。

3) eBee-RTK无人机和eBee无人机的点位精度均小于0.8 m，边长精度均小于1 m，可满足1：2 000地形图中的精度要求。

eBee和eBee-RTK无人机具有分辨率高、作业效率高、周期短、轻便灵活、成图直观、精确等特点，以及在点云生成图上直接量测点高程，并能计算部分区域的面积、体积等，其应用范围十分广泛，不仅能帮助完成1：2 000甚至更大比例尺测图，还可以进行地籍测量、土地利用变更调查和核查、土地执法检查、地质灾害检测等。随着无人机技术的不断发展，以及诸多高新技术的兴起，将更加有利于今后高精度地形图的测量，无人机将发挥不可或缺的作用。