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地質(zhì)雷達(dá)（GPR）已經(jīng)在冰川研究上使用了幾十年，但數(shù)據(jù)采集通常直接在冰川表面進(jìn)行，或者通過直升機(jī)在冰層上方幾十米處進(jìn)行。但由于冰川裂縫和其他危險，以及勞動強(qiáng)度大等原因，導(dǎo)致在冰川表面使用GPR非常困難。另外基于直升機(jī)的勘測雖然安全高效，但成本高，并且無法獲取高密度的測量數(shù)據(jù)。在地球物理和冰川學(xué)領(lǐng)域，基于無人機(jī)的數(shù)據(jù)采集近年來越來越流行。

仟技無人機(jī)高山冰川調(diào)查系統(tǒng)可以有效解決上述問題。

使用該系統(tǒng)，可以采集不同時間段的、高密度的冰川4D GPR數(shù)據(jù)。通過分析4D GPR數(shù)據(jù)，科研人員會獲得有關(guān)冰川覆蓋厚度、以及對冰川內(nèi)部動力學(xué)和水文做有效的評估和監(jiān)測。

一、無人機(jī)高山冰川調(diào)查系統(tǒng)系統(tǒng)組成：

1. 低頻或高頻探地雷達(dá)（例如 - Cobra SE-150，中心頻率 124 MHz）

2. 機(jī)載計算機(jī)- 充當(dāng) GPR 的數(shù)據(jù)記錄器，并在 True Terrain-Follow 模式下控制低空飛行。

3. 機(jī)載計算機(jī)- 充當(dāng) GPR 的數(shù)據(jù)記錄器，并在 True Terrain-Follow 模式下控制低空飛行。

4. 雷達(dá)高度計 - 用于測量到地球表面的距離。

5. 機(jī)載軟件，用于飛行控制、數(shù)據(jù)記錄和向 地面實時傳輸傳感器數(shù)據(jù)

6. UgCS - 用于規(guī)劃和執(zhí)行無人機(jī)任務(wù)的通用地面控制軟件

7. UgCS Custom Payload Monitor 是 UgCS 的一個特殊附加應(yīng)用程序，用于 True Terrain-Follow 模式下的低空飛行控制并接收實時GPR數(shù)據(jù)。

8. 合適的無人機(jī)。建議使用 DJI M600 Pro 等標(biāo)準(zhǔn)無人機(jī)進(jìn)行中小型拍攝。對于大型拍攝，混合動力無人機(jī)將提供最佳性能。

9. 處理軟件。處理 GPR 數(shù)據(jù)的推薦軟件是 Prism 2 或 UgCS GeoHammer。

10. 可選組件：無人機(jī)上的 RTK / PPK GNSS 接收器，用于以厘米精度對數(shù)據(jù)進(jìn)行地理標(biāo)記。

    
    

    二、無人機(jī)高山冰川調(diào)查系統(tǒng)技術(shù)特點：

    1、仟技無人機(jī)高山冰川調(diào)查系統(tǒng)內(nèi)置的控制軟件使用 SPH Engineering的True Terrain Following(TTF)算法，無人機(jī)操作員可以很容易使人機(jī)自動避開某些障礙物并保持平穩(wěn)的飛行路徑，無人機(jī)攜帶的探地雷達(dá)可以保持靠近冰面，從而獲得出色的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

    2、無人機(jī)還可以比傳統(tǒng)方法更快地執(zhí)行GPR測量。

    3、為了取得好的效果（也為了無人機(jī)的安全），準(zhǔn)確控制離地低空非常重要。對于GPR，建議的天線和地面之間的飛行高度為 0.6m - 3.7 m，具體取決于所使用的天線。我們使用精度為 2cm 的高頻雷達(dá)高度計和特殊的地形跟蹤算法，使無人機(jī)在自動探索任務(wù)期間保持在恒定的高度。

    
    

    三、無人機(jī)高山冰川調(diào)查系統(tǒng)產(chǎn)品優(yōu)勢：

    1、與在冰川表面進(jìn)行的調(diào)查相比，使用該集成系統(tǒng)可以更安全、更高效地獲取數(shù)據(jù)。

    2、與從直升機(jī)上進(jìn)行的雷達(dá)掃描相比，該系統(tǒng)生成的高密度數(shù)據(jù)可用于評估和監(jiān)測內(nèi)部冰川動力學(xué)和水文。

    3、真實地形跟隨 （TRUE TERRAIN FOLLOWING）

    通過盡可能降低GPR飛行高度來模擬地表特征，以獲取最佳數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)中添加激光/雷達(dá)高度計，使無人機(jī)可以根據(jù)從高度計接收到的數(shù)據(jù)精確地跟蹤地形。真正的地形跟隨使無人機(jī)可以在地面上恒定且低空（最高1米）的高度飛行，而無需將精確的數(shù)字高程模型（DEM）高度圖導(dǎo)入到任務(wù)計劃軟件UgCS中。

    激光測高儀通過測量紅外激光從地形表面反彈時的短暫閃光的飛行時間來收集不間斷的數(shù)據(jù)流，而UgCS SkyHub會相應(yīng)地調(diào)整無人機(jī)的飛行高度。由于該模式使用的是實際數(shù)據(jù)而不是預(yù)先存在的數(shù)據(jù)，因此稱為“真實地形跟隨"。