外业数据采集主要包括飞行计划与设计、外业测量两个过程。在外业数据采集开始前，应制订详细的工作计划，做好前期准备；机载LiDAR测深系统是多传感器融合系统，外业测量需多个传感器同时采集数据，并注意各传感器的实时质量控制。

1.飞行计划与设计

飞行计划与设计是数据采集工作的重要组成部分，直接关系数据采集的质量和效率，主要包括：测区资料收集；设备准备；飞行航线设计；根据精度要求，确定飞机飞行高度和速度；根据测区情况，确定地面GNSS基准站位置等（927工程总体技术组，2010）。

图8-17　航向角检校原理

（1）前期准备

飞行前对飞行区域及其邻近地区进行相关资料收集与实地踏勘，主要包括以下方面：

①飞行区域地图（海图）资料收集；

②飞行区域及其周边区域的潮汐资料收集；

③飞行区域的地形类别、开发现状等；

④飞行区域的行政区划、通信、交通和自然地理等情况；

⑤飞行区域及邻近地区内各类型地面控制点、GNSS水准点的情况。

（2）航线设计

利用出版时间较近的地形图（海图）并根据飞行区域范围、地理环境及传感器技术参数，以满足成果的技术要求和精度要求来进行航线设计。(www.daowen.com)

（3）地面GNSS基站布设

机载LiDAR测深系统一般采用差分GNSS方式进行定位，为提高系统定位精度，需要在测区内或一定范围内布设一台或几台差分GNSS基准站，与机载GNSS接收机同步观测，以对机载接收机的定位结果进行差分改正。

根据测量区域，收集测区内及测区附近现有的国家控制点。在此基础上确定需要联测的控制点。

2.外业测量

机载LiDAR测深系统外业同步测量的数据包括地面基站的GNSS观测数据、激光扫描数据（得到水深或高程）、飞行姿态数据（俯仰、侧滚、航向）、载体定位数据以及数码相机的影像数据等。由于系统实时获取的水深数据为瞬时水深数据，还需在测区布设合理的验潮站同步获取测区潮位数据，以便进行潮位改正。

（1）GNSS基站数据采集

根据基线长度确定观测时间。确认GNSS基站电池和其他设备的准备，设置采样率和卫星截止高度角。在做好准备工作后，进行数据采集工作。

（2）机载系统数据采集

机载系统数据采集前，将飞行计划导入飞行控制系统，并设置相关设备参数。通知基准站开启GNSS接收机，然后POS系统记录5～10min静态GNSS数据，进行测量初始化和IMU姿态置平初始化。对于可自动寻北的惯导/GNSS，可在静态观测后直接进入测区；对需要激活的惯导/GNSS，在进入测区前5～10min应飞行一个“8”字形航线完成寻北，作业完成后5～10min内再飞行一个“8”字形航线。

飞机进入测区后，按照预定航线飞行，实时监视设备工作状态，保证设备状态正常。整个飞行过程获取激光测量数据、水平位置数据、飞行姿态数据以及其他传感器数据。

（3）潮位观测

在飞机作业期间，需要根据测区范围及测区的潮汐特点等因素设立验潮站，同步进行潮位观测，其目的是对瞬时测深值进行潮位改正，以获得基于某一垂直基准面的水深或高程值。