《架空输电线路垂直起降固定翼无人机激光扫描数据采集规范》

ICS：

CCS：

团体标准

T/AOPAXXXX—XXXX

架空输电线路垂直起降固定翼无人机

激光扫描数据采集规范

Specificationofthedatacollectionbyverticaltakeoffand

landingfixedwingunmannedaerialvehicleslaserscanning

technologyforelectrictransmissionline

（征求意见稿）

2023-XX-XX发布2023-XX-XX实施

中国航空器拥有者及驾驶员协会发布

T/AOPAXXXX-2023

架空输电线路垂直起降固定翼无人机激光扫描数据采集规范

1范围

本文件规定了垂直起降固定翼无人机激光扫描输电线路的作业要求、工作准备、数据采集、成

果整理和安全措施。

本文件适用于交流110kV及以上、直流±400kV及以上架空输电线路垂直起降固定翼无人机

激光扫描作业。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于

本文件。凡是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。

GB/T18314全球定位系统（GPS）测量规范

GB/T26859电力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

DL/T1482架空输电线路无人机巡检作业技术导则

CH/T8023机载激光雷达数据处理技术规范

CH/T8024机载激光雷达数据获取技术规范

3术语和定义

GB/T2900.51界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

激光扫描仪laserscanner

激光扫描仪是一个复合系统，由多个部件组成。它通过记录激光脉冲从发射、经地面目标物反

射到接收单元的时间延迟，可精确测定从发射点到地面反射点之间的距离，进而获取地面反射点的

三维坐标。

3.2

机载定位系统airborneglobalpositionsystem

适用于飞行平台的GPS接收机或接收模块，用于测定飞行器空间三维坐标，该设备应是高精度

航空动态测量型GPS接收机。

3.3

惯性测量单元inertialmeasurementunit（IMU）

用于测定传感器在空间的姿态变化，包括俯仰角、侧滚角和航偏角。

3.4

定位定向系统positionorientationsystem（POS）

由机载GPS接收机与IMU装置组成，用来测量目标物体每个时刻的空间位置和姿态角。

3.5

机载激光雷达系统airbornelightdetectionandranging（airborneLiDAR）

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基于机载平台的激光雷达系统，其基本组成部分包括适用于机载环境的激光扫描仪、POS系统、

航空数码相机等传感器。通过飞行测量作业，机载激光雷达系统可以高效、高精度地获取测量覆盖

区域的三维点云数据。

3.6

点云pointcloud

以离散、不规则方式分布在三维空间中点的集合。

3.7

点云密度densityofpointcloud

单位面积上点的平均数量。

注：一般用每平方米的点数表示（pts/m2）。

3.8

激光有效距离effectiverangingofthelaser

激光扫描设备可以探测的距离

3.9

反射率reflectivity

投射到物体上被反射的辐射能与投射到物体上的总辐射能的比率。

注：一般利用激光接收装置接收到的物体反射的激光脉冲数与激光发射装置发射的激光脉冲数

的比率计算。

3.10

扫描带宽swathwidth

机载三维激光扫描仪激光脚点形成的扫描带的宽度。

3.11

CORS系统

一个或若干个固定的、连续运行的GNSS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网（LAN/WAN）

技术组成的网络，实时向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动提供经过检验的不同类型的GNSS

观测值（载波相位，伪距）、各种改正数、状态信息，以及其他有关GNSS服务项目的系统。

4作业要求

4.1人员分工

4.1.1机组作业人员应熟悉垂直起降固定翼无人机激光扫描数据采集作业方法和技术手段，通过相

应机型的操作培训，符合中国民用航空局对无人机操控员相关资质要求并持对应机型无人机执照上

岗。

4.1.2垂直起降固定翼无人机激光扫描作业机组应包括工作负责人和机组成员，作业分工如下：

a)工作负责人：负责输电线路激光扫描任务的总体协调；确认输电线路激光扫描作业计划；作

业现场人员安全管理与内容分配；作业紧急情况处理或反应；

b)无人机操控员（数据采集员）：负责输电线路激光扫描飞行任务及空中作业安全管制；负责

地面站、载荷及无人机航前检查；负责作业紧急情况操作和避险；遇到特殊情况，操控员有权终止

输电线路扫描作业；

c)机务员（安全员）：配合无人机操控员对无人机及载荷的检查、维护及现场故障排除，维护

记录簿等填写；负责无人机及载荷的协助安装及拆卸；负责监督检查现场安全措施正确完备，制止

违章指挥和强令作业人员冒进作业；负责组织机组各飞行专业人员在飞行现场，依照《飞行日志本》

内容完成飞行四个阶段工作，并签字确认；对飞行各阶段的准备和完成情况进行实时监督。

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4.1.3机组作业人员应身体健康，精神状态良好。

4.1.4机组作业人员应进行安全、技术交底，熟悉工作内容、方法、流程及安全要求。

4.2设备要求

4.2.1无人机选型

a)无人机飞行平台分系统应按照国家规定实行实名注册登记，无人机机身须有明确标识；

b)宜选择长航时、长航程及大载重的纯电动垂直起降固定翼无人机；

c)抗风能力宜大于6级，巡航速度宜不低于70km/h，续航时间宜不低于90min，最大载重

宜大于3kg；

d)应各项性能指标良好，处于适航状态。

4.2.2机载激光雷达设备选型

a)搭载的激光雷达设备重量应在无人机的载荷范围内，抗震性强，拆装方便；

b)激光雷达的有效操作距离应大于无人机巡检输电线路的安全距离，激光点云密度须满足成果

精度要求，数据存储空间应足够；

c)激光等级宜为1级人眼安全，精度宜不低于10cm，最大脉冲发射频率宜不小于400kHz。

4.2.3机载POS系统选型

a)机载GPS接收机应是航空型GPS信号接收机，为高精度动态测量型双频接收机，有稳定的相

位中心，能在高空、高速的环境下正常工作，数据采样率应不小于2Hz，符合GB/T27919有关要

求；

b)机载IMU的记录频率一般不低于128Hz，测角中误差须满足：侧滚角和俯仰角的中误差不

大于0.01°，航偏角的中误差不大于0.02°。

4.2.4地面基站选型

a)为保证测量精度，地面GPS应选择高精度实时动态双频GPS接收机，地面静态GPS接收机的

数据采样率应不低于机载GPS接收机的数据采样率；

b)无人机巡检输电线路距离应在基站无线电链路范围内；

c)根据作业时间，配备外接电源。

4.3飞行要求

4.3.1飞行参数

a)激光雷达扫描输电线路过程中，应根据不同电压等级线路安全距离设置无人机航线高度，并

在无人机安全巡航速度内飞行；

b)作业过程中应确保无人机在指定海拔高度飞行，航向指示角、横偏距、俯仰角及滚转角等参

数在有效范围内；

c)作业过程中应时刻关注无人机动力电源、风速、航速、发动机转速等参数。

4.3.2技术参数

a)无人机激光雷达扫描输电线路时应在安全距离范围内且沿着输电线路方向，每条航线直线飞

行时间不超过30min；

b)航线预规划时，如果遇到扫描线路转角大于30°，或连续沿单一方向飞行超过30min，应

根据无人机航巡速度、最小转弯半径及周围环境设置飞出航线后顺时针或逆时针做S飞行，以保证

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GPS精度；

c)以带状作业方式对输电线路进行激光扫描，线路两侧距离不小于45m；

d)禁止无人机在线路正上方盘旋，禁止在导线间穿行。

5作业流程

无人机激光扫描作业流程见图1。

图1无人机激光扫描作业流程图

6作业前准备

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6.1人员准备

6.1.1无人机操控员应熟悉无人机巡检作业方法和技术手段，通过相应机型的操作培训，考试合格

后持证上岗。

6.1.2作业人员应具备相应的输电线路知识，熟悉航空、气象、地理等必要知识，并熟悉GB/T26859

的有关规定。

6.1.3作业人员应身体健康，精神状态良好。

6.2任务规划

6.2.1项目成立后作业人员应明确作业内容，现场踏勘选取无人机起、降点位置，收集巡检输电线

路台账，依据线路所处海拔高度、地形地貌、气象因素、人居环境等合理规划航线。

6.2.2作业人员应在作业前确保无人机地面站、基站及激光雷达扫描系统各项指标参数正常，仔细

核对无人机所需电池电量充足，保障设备携带齐全（见附录A）。

6.2.3作业人员应在作业前核实巡检输电线路名称和杆塔号无误，并再次确认作业人员、天气和无

人机状态适宜作业。

6.3设备使用

6.3.1激光扫描设备在出入库时应进行登记，填写设备出入库登记单，并由专人负责设备管理和维

护。

6.3.2激光扫描设备应严格按照使用说明进行拆装，相机与雷达设备安装正确，使用后及时检查设

备状态，并按照要求装箱（盒）。

6.3.3应确保激光扫描设备运输及使用安全，做好设备安装调试工作。

6.3.4设备接口连接应用系统所供专线连接。

6.4沟通准备

6.4.1无人机操控员应了解作业现场当天的天气情况，根据情况变化提前做好飞行方案。

6.4.2遇到影响无人机飞行安全的紧急情况下，应停止飞行作业。若无人机已起飞，应采取措施控

制无人机返航或其他安全策略保证无人机安全。

7激光扫描数据采集

7.1地面GPS参考站布设

7.1.1考虑观测备份和数据检核，在作业地区无CORS站情况下，需在测区内根据情况合理布置地

面GPS参考站，用于校正无人机飞行时的位置精度。布设地面GPS参考站时应选在卫星信号接收情

况良好的开阔处，保证有效观测卫星数不少于6颗，卫星截止高度角不小于15°，且测区内任意位

置与最近的地面GPS参考站距离不应超过30km。

7.1.2地面GPS参考站的架设应严格遵守GB/T18314的有关规定和要求。

7.1.3相对于无人机起飞时间，地面GPS参考站GPS接收机开机时间应提前30min，关机时间应

推迟30min。

7.1.4无人机激光扫描系统开始采集数据时，地面GPS参考站应进行同步数据采集，地面操作人员

记录设备操作，填写《基站同步观测记录单》（见附录B）

7.2机载激光设备系统调试

7.2.1激光扫描设备应接线正确、安装牢靠，满足无人机飞行环境需求。

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7.2.2地面检查时，应严格按照步骤对激光扫描设备进行检查，保证存储设备容量足够，核实地面

站中各项参数应准确，完成激光扫描设备初始化，确保设备能正常运行。

7.3激光扫描数据采集

7.3.1无人机起飞时，应远离人群，避免高大树木或建筑物遮挡，以免干扰GPS信号。

7.3.2激光雷达系统开始数据采集后，应确认采集频率是否设置成功。

7.3.3无人机起飞盘旋到高后，应先飞行8字航线，再飞十字航线（选飞），最后进入航线进行作

业。

7.3.4机载激光雷达系统扫描输电线路，进行激光点云数据、影像数据、GPS/IMU数据、气象数据

采集时，无人机操控员（数据采集员）应记录设备操作，填写《飞行记录单》（见附录C）。

7.3.5无人机飞行过程中，无人机操控员（数据采集员）应时刻关注无人机飞行与导航参数、数据

链状态、设备状态及指令信息。

7.3.6无人机飞行过程中，无人机操控员（数据采集员）应时刻关注激光扫描设备各项指标参数，

确保数据精度达到要求，及时处理意外情况。

7.3.7无人机降落时，应确保场地空旷安全，无人机停稳后，至少需等候5min，关闭激光雷达设

备后，按照正确顺序依次对激光扫描系统及无人机进行关机断电。

7.3.8作业过程应符合DL/T1482、CH/T8024的有关规定和要求。

7.4作业质量事项

7.4.1激光扫描数据采集结束后，检测采集作业中各项安全措施的严密性。

7.4.2确认数据文件质量、数值应正常、完整，若POS系统缺失局部记录，或激光、影像存在质量

缺陷时，应进行重飞。

8数据整理与移交

8.1数据备份

8.1.1按照作业日期进行文件夹命名（如20230301），并按照架次进行数据备份，文件夹结构见附

录D。

8.1.2按照架次填写激光扫描作业数据记录单中数据采集信息部分，见附录E，文件命名日期+架

次+激光扫描数据记录单，如20230301S1激光扫描数据作业记录单。

8.1.3数据备份采用双备份，备份至不同存储介质上。

8.2数据整理

8.3.1数据应包括：分类激光点云数据、DEM、DOM输电线路三维模型、危险点分析报表及其他相

关资料。

8.3.2对原始数据、中间数据、预处理成果数据进行分类保存与备份，原始数据至少保存一式两份。

8.3数据移交

8.3.1成果数据的移交应明确移交人及数据接收方，移交数据宜附数据清单，包含移交数据容量、

数据类型、成果清单、移交人、数据接收方、移交时间。

8.3.2数据中涉及国家秘密和公司企业秘密的信息严禁在互联网及连接互联网的计算机中传输、处

理和存储。未涉及国家和企业秘密的数据信息传输应采用加密措施，宜通过具备信息安全保护措施

的信息内网或加密存储介质传输。

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9安全保障措施

9.1现场要求

9.1.1禁止夜间进行飞行作业。

9.1.2禁止横穿输电线路作业。

9.1.3激光扫描作业单架次作业时间不宜超过3h。

9.1.4其他任何不符合航飞作业的外部条件下禁止飞行。

9.2故障处置

9.2.1若无人机出现失去动力等机械故障，应控制无人机在安全区域紧急降落。

9.2.2若无人机通信链路长时间中断，且未在电台超时极限内返航，应根据无人机失联地理坐标和

机载追踪器发送的报文信息等及时寻找。

9.2.3若激光扫描设备出现故障，且影响巡检作业质量时，应立即中止本次作业，操作无人机返航。

9.2.4若无人机发生坠机事故，应立即上报相关管理部门并及时寻找无人机残骸以防发生次生灾

害。

9.3设备安全

9.3.1无人机和激光扫描设备均应放置在安全区，运输过程中应做好防震等保护措施。

9.3.2无人机、激光扫描设备、地面GPS设备、电池等电子元件设备均应以满足设备要求的环境温

度、湿度等范围内存放。

9.3.3无人机电池应做好充放电工作，长时间不用时应以存储电压存储。

9.3.4地面GPS参考站应派专人看守，并实时监测GPS接收机的工作状态，做好防雨、防雷的准备

措施。

9.4作业安全

9.4.1数据采集作业所涉及的电子设备的操作安全指标都应遵守设备使用手册。

9.4.2无人机飞行过程中，操控员应时刻关注地面站无人机飞行状态及激光扫描设备工作状态。

9.5特殊工况处置

9.5.1若作业区域天气突变，应及时控制无人机返航或就近降落，以确保无人机安全。

9.5.2若作业区域出现其他飞行器，在确保安全后方可继续执行巡检任务，否则应采取避让措施。

9.5.3若作业人员出现身体不适等情况，应及时控制无人机安全降落并使用替补作业人员；若无替

补作业人员，则终止本次作业。

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附录A

（资料性附录）

巡检作业所需工器具

在无人机巡检输电线路中，所需工器具见表A.1。

表A.1巡检作业所需工器具

序号名称单位数量

1无人机架1

2激光扫描系统套1

3相机套1

4基站及脚架台1

5机载电池块8

6任务载荷电池块4

7基站电池块2

8电池充电器套1

9工作台张1

10笔记本电脑台1

11相机读卡器个1

12对讲机套1

13工具箱套1

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附录B

（规范性）

GNSS观测记录单

在进行GNSS观测过程中，应严格按照观测要求架设仪器获取数据，并填写GNSS观测记录单，

见附表B.1。

表B.1GNSS观测记录单

任务线路观测日期

天气情况基站编号

开机时间关机时间

开机天线高关机天线高

观测卫星数

备注

记录员：

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附录C

（规范性）

设备操作记录单

输电线路无人机激光扫描作业中，所有操作应严格按照要求进行，并将飞行与操作记录填写在

设备操作记录单中，以便作业后进行数据管理，见附表C.1。

表C.1设备操作记录单

开车时关车时无人机记录员基站负天气情晴

间间操控员责况

开设备关设备总时间起降点基站名

时间时间称

计划区作业区

段段

序号工作内容及飞行状态

1

2

3

4

5

备注

填表说明：

a)应记录开车时间、关车时间、无人机操控员、记录员、天气情况、开设备时间、关设备时

间、总时间、起降场、基站（CORS站）、计划区段、作业区段、记录日期及架次等信息；

b)开车时间、关车时间、总时间落地后根据航务所发飞行报告填写；

c)开设备时间、关设备时间根据开关设备操作记录北京时间；

d)计划区段、作业区段按照“江莲一线：1-50#”格式填写；

e)工作内容及飞行状态栏按照UTC时间填写，记录起飞、开激光器、调整相机参数、做S、

落地时间；

f)一架次扫描多条线路时，记录时写上当前扫描线路名称；

g)记录采集数据过程中发现的设备异常、地面及地物异常情况。

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附录D

（规范性）

数据备份文件结构

D.1输电线路无人机激光扫描作业后，需要将文件按规范要求进行存储记录，数据备份文件结构如

下：

年月日

------S1

------雷达数据

------RXP

------IMU

------GNSS

------飞机数据

------基站（Base）数据

------原始照片

------Photo位姿数据

------Rover数据

说明.txt

------S2

------雷达数据

------RXP

------IMU

------GNSS

------飞机数据

------基站（Base）数据

------原始照片

------Photo位姿数据

------Rover数据

说明.txt

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附录E

（规范性）

激光扫描作业数据记录单

输电线路无人机激光扫描作业后，需按规定要求将采集信息记录在表，见附表E.1。