T_AOPA0055-2023架空输电线路使用多旋翼无人机三维激光建模及自动巡检全流程技术规范.docx

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1、ICS：49.020CCS：V04团体标准T/AOPA00552023架空输电线路使用多旋翼无人机三维激光建模及自动巡检全流程技术规范Thewholeprocessof3DlasermodelingandautomaticinspectionofmultirotorUAVusedinoverheadtransmissionline2023-12-19发布2023-12-19实施中国航空器拥有者及驾驶员协会发布前言II引言IlI1范围12规范性引用文件13术语和定义14三维激光建模25自动巡检11附录A（资料性）点云分类表17附录B（资料性）不同塔型拍摄内容19附录C（资料性）不同塔型巡检路径2

2、0附录D（规范性）无人机作业安全检查表30附录E（规范性）无人机现场作业记录表31附录F（资料性）无人机三维激光扫描资料移交清单32附录G（规范性）数据质量检查表33附录H（资料性）无人机巡视内容34附录I（规范性）自动驾驶作业记录表36附录J（资料性）数据归档目录规范37附录K（资料性）数据文件命名规则38附录L（资料性）不同塔型拍摄要求39附录M（资料性）现场人员配备60附录N（资料性）现场（作业）风险及预控措施表61附录0（资料性）主要设备及工器具配备62附录P（资料性）精度值要求64附录Q（资料性）无人机硬件技术要求65，J-刖百本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：

3、标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国航空器拥有者及驾驶员协会提出。本文件由中国航空器拥有者及驾驶员协会归口。本文件起草单位：云南电网有限责任公司输电分公司、国家电网浙江省电力有限公司超高压分公司、国家电网福建省电力有限公司漳州供电公司、国家电网电力空间技术有限公司。本文件主要起草人：周重孚、黄俊波、罗哲轩、赵中志、张原宁、孙斌、李俊鹏、张辉、徐真、高振宇、沈志、丁建、陈杰、李春峰、王和平、武艺、沈建、汪骏、王淼、郭晓冰。多旋翼无人机输电线路自主巡视主要通过对RTK和激光点云技术在多旋翼无人机智能沿线飞行

4、中的应用研究，解决有人控制多旋翼无人机巡检和复杂地理条件下人工巡检安全风险高、技术要求高、劳动强度大等问题，促进输电线路走廊数字化管理，不断强化数据分析及应用，实施差异化、精益化管控，提高工作质量、提升工作效率，降低劳动强度，确保输电设备、作业安全。T/AOPA0055-2023架空输电线路使用多旋翼无人机三维激光建模及自动巡检全流程技术规范1范围本文件描述了开展激光雷达数据采集（处理）及架空输电线路多旋翼无人机自动巡检作业工作的范围、步骤和方法。本文件适用于中小型多旋翼无人机搭载三维激光雷达扫描设备开展三维建模工作，包含无人机激光雷达采集电力巡线数据处理的基本要求、数据内容、精细化巡检、质量

5、控制、成果验收及35kV及以上电压等级架空输电线路的多旋翼无人机自动巡检作业和技术要求。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB26859电业安全工作规程（电力线路部分）GB/T27919IMU/GPS辅助航空摄影技术规范GB50233110500kV

6、架空电力线路施工及验收规范GB50545110750kV架空送电线路设计技术规程DL/T436高压直流架空送电线路技术导则DL/T741架空输电线路运行规程DL/T5138架空送电线路航空摄影测量技术规程DL/T5217220kV-500kV紧凑型架空送电线路设计技术规定CH/T8024机载激光雷达数据获取技术规范CH/T8023机载激光雷达数据处理技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1点云PointCloud以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。3.2点云密度PointCloudDensity点云的重要属性特征，反映激光点云的空间分布及密集程度。3.3危险点Dange

7、rPoints以电力走廊内的关键对象电力线和电线塔为核心，检测到的安全距离阈值范围内的点。3.4激光雷达测量LiDARMeasurement以固定式或移动平台为载体，通过发射激光获取地物表面三维坐标和反射强度等信息的主动式测量技术。1.5自动驾驶Automaticpilot由飞行控制系统按照预先规划的航线自动控制无人机飞行的飞行模式。1.6自动驾驶模式Automaticpilotmode自动驾驶模式有通道巡检、树障巡检和精细化巡检3种模式。1.7实时动态载波相位差分Real-timekinematicRTK(Real-timekinematic,实时动态)载波相位差分技术，是实时处理两个测量站

8、载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。常用两种RTK模式，单基站RTK与网络RTKo1.8国际地理数字信息KeyhoIeMarkupLanguageKML是国际地理信息系统标准图层文件，利用XML语法格式描述地理空间数据(如点、线、面、多边形和模型等)，适合网络环境下的地理信息协作与共享。1.9激光雷达点云Lidarpointcloud1.iDAR(LightDetectionandRanging),是激光探测及测距系统的简称，另外也称LaSerRadar或LADAR(LaserDetectionandRanging),由激光雷达进行扫描所获取的数据

9、，即为激光雷达点云数据。3. 10地面基站Groundbasestation地面基站一般架设在已知点上，通过已知坐标反求各类误差影响，然后通过无线电传送这些误差给流动站，从而使流动站迅速获取误差校正，提高实时定位精度。4. 11GPS全球定位系统GlobaIPositioningSystem全球定位系统(GIobaIPositioningSystem,GPS),是一种以人造地球卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统，它在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置、车行速度及精确的时间信息。3.12投影坐标系UniversaITransverseMercatorGridSystem自动驾驶

10、航线所用点云数据坐标均采用UTM投影坐标系。UTM投影全称为“通用横轴墨卡托投影,UNIVERSALTRANSVERSEMERCATORPROJECTION,是一种“等角横轴割圆柱投影”，椭圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，投影后两条相割的经线上没有变形，而中央经线上长度比0.9996oUTM投影是为了全球战争需要创建的，美国于1948年完成这种通用投影系统的计算。与高斯-克吕格投影相似，该投影角度没有变形，中央经线为直线，且为投影的对称轴，中央经线的比例因子取0.9996是为了保证离中央经线180km处有两条不失真的标准经线。1.1.1.1 13全球卫星导航系统GlobaINav

11、igationSatelIiteSystem也称为全球导航卫星系统，是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。4.1 数据采集工作规范4.1.1 现场（作业）要求1.1.1.2 1.1.1一般要求为加强架空输电线路无人机巡检作业现场管理，规范各类现场人员的行为，保证人身、电网和设备安全，应遵循国家有关法律法规，并结合电力生产的实际，开展架空输电线路无人机巡检作业。1.1.1.3 现场（作业）条件现场（作业）人员应被告知其作业现场和工作岗位存在的危险因素、防范措施及事故紧急处理措施。1.1.1.4 现场（作业）人员配置开展无人机三维激

12、光进行架空输电线路巡检作业时，作业人员包括工作负责人和工作班成员，工作班成员包括无人机操作员和设备操作人员。作业人员配备详见附录M01.1.1.5 现场（作业）人员件要求a）具备中国民用航空局颁发的“驾驶员证”及以上资质证件；b）具备一年及以上输电线路运维经验。4.1.2现场（作业）流程无人机三维激光雷达扫描测量作业流程包括：作业准备、工作联系单报送、飞行申报协调、三维激光雷达扫描作业、扫描测量数据统计、扫描测量资料处理、扫描测量原始资料及处理资料移交。作业流程图（图1）。1.fI联杀中掖送堆激光需送口将作业操作门播两歌数粼的统计f8测量炮姑筋也及处理,衿林大4.1.3安全风险与预控详见附录N

13、o4.1.4作业步骤4.1.4.1作业准备1. 1.4.1.1设备及工器具准备详见附录Oo2. 1.4.1.2技术资料准备根据扫描任务要求，收集所需扫描架空输电线路的地理位置分布图，熟悉线路走向，地形地貌以及机场重要设施等情况。收集所需巡视架空输电线路的杆塔明细表和经纬度坐标，熟悉线路电压等级、交叉跨越及架设方式。查询巡视线路所在地区的天气情况，提前做好飞行准备。4. 1.4.1.3空域申请无人机现场巡检（作业）应严格按照国家相关政策法规、当地民航军管等要求规范化使用空域。工作负责人根据无人机巡检作业计划，按相关要求办理空域审批手续，并密切跟踪当地空域变化情况。5. 1.4.2现场实施规划6.

14、 1.4.2.1航线规划6.1.1.1.1.1 航线规划要求航线规划要求如下：a）严格按照批复后的空域进行航线规划：b）根据现场巡检（作业）要求和所用无人机巡检系统技术性能进行航线规划：c）航线规划应避开空中管制区、重要建筑和设施，尽量避开人员活动密集区、通讯阻隔区、无线电干扰区、大风或切变风多发区和森林防火区等地区。对首次进行无人机巡检作业的线段，航线规划时应留有充足裕量，与以上区域保持足够的安全距离；d）航线规划时，无人机巡检系统飞行航时应留有裕度。对已经飞行过的巡检作业航线，每架次任务的飞行航时应不超过无人机巡检系统作业航时，并留有一定裕量。对首次实际飞行的巡检作业航线，每架次任务的飞行

15、航时应充分考虑无人机巡检系统作业航时，留有充足裕量；e）选定的无人机巡检系统起飞和降落区应远离公路、铁路、重要建筑和设施，尽量避开周边军事禁区、军事管理区、森林防火区和人员活动密集区等，且满足对应机型的技术指标要求：f）切入、出主航线时，平行于待测线路起点杆塔和第二个所确定的直线方向，并保证切入出点距到最近的待测杆塔水平离50m以上，降低拐弯时所采集的数据对最终成果影响；g）对于偏离之前两级杆塔所确定的直线角度不大的情况，若第三级塔的横向偏移距离小于激光雷达的测距，则尽量不设置转弯。6.1.1.1.1.2 航线规划流程到达线路相应作业点，确认线路和杆塔，核实无误后，开始进行航线规划工作。操作流程如下：T/AOPA0055-2023a）到测区场地进行实地勘察，选择合理的起飞点。要求：5m5m以上的空地，尽量靠近测区减少无人机进入测区的距离；b）利用具备定点功能的无人机沿待测量线路飞行，选取合适的航点，航点数量不宜过多，控制在50个点以内，尽量保证飞行器直线飞行；c）在设计航线时如