[科普中国]-航拍

航拍又称空拍、空中摄影或航空摄影，是指从空中拍摄地球地貌，获得俯视图，此图即为空照图。航拍的摄像机可以由摄影师控制，也可以自动拍摄或远程控制。航拍所用的平台包括飞机、直升机、热气球、小型飞船、火箭、风筝、降落伞等。为了让航拍照片稳定，有的时候会使用如Spacecam等高级摄影设备，它利用三轴陀螺仪稳定功能，提供高质量的稳定画面，甚至在长焦距镜头下也非常稳定。

航拍图能够清晰的表现地理形态，因此除了作为摄影艺术的一环之外，也被运用于军事、交通建设、水利工程、生态研究、城市规划等方面。2010年代之后，由于多轴遥控飞行器的普及，有不少业余玩家进行航拍活动。

历史纳达尔是首位实现航拍的摄影师和气球驾驶者，他于1858年在法国巴黎上空拍摄。航拍的军事用途于第一次世界大战期间由飞行员得到了发展，新沙佩勒战役是其中著名的战役之一。

用途地理学研究

救难

特工监视活动

警方追踪疑犯

电视台现场直播盛事

遥控飞机娱乐

挑战空中摄影的挑战包括：

透视矫正－空中拍摄的照片，往往采取某一定角度拍照。这意味着，角度不正确的照片将与附近的物体大于远的物体。透视矫正扭曲的形象，以便在同等大小的物体的真实世界有同等大小的照片，见正射影像。

注册－空中拍摄的照片通常映射到现实世界中的物体（例如街道、建筑物等），航空照片可以转换成一系列线的道路上载的照片。

拼接－创建一个大面积的航空照片拼接这些照片，使他们形成一个单一的大型照片，此过程将创建“天衣无缝”的图像。

著名的航空摄影师Nadar （1820–1910）

Eduard Spelterini（1852–1931）

O. G. S. Crawford （1886–1957）

Walter Mittelholzer （1894–1937）

Ladislaus Almásy （1895–1951）

亚恩·阿蒂斯－贝特朗（Yann Arthus-Bertrand，1946）

Antoine de Saint-Exupéry （1900–1944）

Roger Henrard （1900–1975）

Boris Carmi （1914–2002）

Roger Agache(* 1926)

Georg Gerster （1928）

Irwin Scollar （1928）

Otto Braasch （1936）

Gerhard Launer （1949）

乔治‧史坦梅兹（1957）

横山松三郎：日本军人，于1878年在日本首次使用气球进行空中摄影。

德川好敏：日本军人，于1911年在日本首次使用飞机进行空中摄影）。

齐柏林：导演，执导台湾首部空拍影像制作的电影《看见台湾》。

陈敏明：办有多场摄影展览并出版多本空拍书籍。

以航拍方式拍摄的纪录片鸟瞰新重庆

鸟瞰中国

看见台湾

航拍中国

硬件传感器1、AD公司的MEMS角速率传感器ADXRS150或者ADXRS300,价格一样，量程分别为150和300度/秒，国际上流行的小型飞控的首选陀螺，其精度能满足小型无人机的飞行控制。数量上需要3个，分别对应3轴

2、AD公司的MEMS加速度传感器ADXL202或者ADXL210，价格也一样，量程分别为+－2g和+－10g，也是小型飞控的首选。数量需要2个，每个2轴，总共4轴，但是有一轴是重复的

3、气压高度传感器和气压空速传感器。两个传感器虽然都是气压传感器，但是量程是有所区别的，作为高度传感器的量程通常选用：15kpa~115Kpa。空速传感器是差压传感器，其量程通常选用0～4Kpa，从而获得比较高的分辨率。

4、如果要控制直升机、旋翼机等能悬停的飞机，还需要磁传感器以获取悬停或者低速运动时的机头指向，固定翼飞机有一定飞行速度，这个传感器不是必须的。

5、如果要做自动降落功能，还必须有超声波传感器等测量对地高度的传感器。因为气压高度传感器跟气压场有关系，所以经过一段时间气压场变化后，绝对高度将会不再准确，因此飞机在自动滑跑降落时必须在离地0.5米至1米的平飘需要测量相对地面高度的传感器来完成。

飞行装备航拍利用的无人机航拍飞控是一个集单片机技术、航拍传感器技术、GPS导航航拍技术、通讯航拍服务技术、飞行控制技术、任务控制技术、编程技术等多技术并依托于硬件的高科技产物，因此要能设计好一个飞控，缺少上面所述的任何一项技术都是不可能的，越多的飞行经历和经验能为设计初期提供很多避免出现问题的方法，使得试飞进展能够更顺利，要知道飞控的调试主要就是试飞，不比别的自控产品，试飞是高风险的，一旦坠机，硬件损坏，连事故原因都很难分析，就更难解决问题了。这也是成熟的、可靠的飞控很少的原因。

软件软件包括飞控内部的软件和地面站的软件。

飞控内部软件是飞控的灵魂，如果只有硬件只是电子垃圾。

一谈到软件很多朋友就是讨论使用ucos、linux等等的操作系统。其实作为飞行控制这种实时性要求很强的控制系统，不一定要采用操作系统。使用操作系统对硬件和时序的控制能力降低，CPU的有效使用率降低，对内存的需求增加。在UP10和UP20中都没有采用操作系统。

UP10完成了传感器数据采集，GPS信息获取，接收机信号获取，舵机控制，与地面站通讯，飞行控制率计算，导航控制，任务控制等所有功能。其中舵机控制和接收机信号获取拥有最高的优先级，与地面站的通讯优先级最低，合理处理CPU的优先级问题能够避免CPU控制时序的混乱和相互的干涉问题。

通讯程序在编制与地面站的通讯程序部分，一定要考虑到无线通讯的误码率问题，所有上下行数据必须都要加以校验，特别是飞行航点数据这些重要数据要反复校验，一旦错误将会将飞机导航到不可知的方向。1

导航逻辑一定要严谨，对于可能出现的一些问题要提前考虑到。

对于可能出现的GPS丢星，发动机停车，飞机机体解体，遥控失灵等问题要考虑补救措施。

舵机的反舵设置，不同布局的混控设置等最好在飞控中都能实现。

对于地面站软件，要考虑到方便、实用、可靠，美观是其次的。其实要设计一个好的地面站也是需要经验来支持的。

其它这个地面站软件应该考虑到如下功能：

地面站软件集成化

可以支持多种地图：电子地图，扫描配准地图，自定义地图

飞行仪表（空速，地平仪，高度，转速，罗盘，升降率）

传感器数据监测

飞行中实时PID调节：地面站实时监控飞行数据，并动态显示数据曲线，实时修改PID增益参数

飞行中可以设定目标航点

可以实时操作任务舵机位置，操作和显示任务IO口

可使用地面站远程控制飞机飞行

图形化方便灵活的航点编辑方式（包括制式航线）：可以直接在地图上使用鼠标增加、删除航点，可以直接拖动编辑所选择的批量航点，可以手动修改航点数据。支持单点和所有航点上传和下载。

调整舵机旋转方向和中立值

记录遥测数据

显示飞机的飞行轨迹和姿态

危险告警(电压、温度、GPS状况、发动机转速、高度、爬升率等)

回放飞行数据

数传电台的选择不要一味的追求发射功率，可以通过好的增益天线来获得远距离的传输，飞机上数传的安装要避免对舵机、遥控接收机、飞控内部的传感器造成干扰。

试飞前的准备工作要做充分，遥自控切换要切实可靠（调试初期出现任何问题要能及时切换到遥控状态），准备好试飞计划，做好飞行前检查，做好飞行后总结，由简到难，逐步实现自动控制。

另见航空考古学

航拍摄影师分类

空中园林艺术

机载实时提示高光谱增强侦察

Douglas Douglas-Hamilton, 14th Duke of Hamilton1932年照片飞越珠穆朗玛峰

Fairchild K-20早期航空相机

风筝空中摄影

国家古迹记录公共档案遗产，拥有英格兰最多的航拍资料

Astrocam

Oraclemodel photographic rocket

Pictometry

遥感

卫星图像

无人飞行载具

ViewGL

Neuve Chapelle战役

美国联邦航空条例

大疆创新

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所