20世纪70年代末,瑞典国防研究机构成功研制了直升机载的FLASH激光海底测绘系统和相关水质参数测量仪HOSS。20世纪90年代,瑞典将FLASH系统改进成为Hawk Eye系统。当时该技术的主要驱动来自潜艇探测。2002年,瑞典AHAB公司研发了Hawk Eye II系统(图8-27),该系统能够在水质清澈的水域探测到30m以内的水深,同时能够探测沿岸陆地地形,是一种同时兼备海洋测深和陆地地形的机载LiDAR测量系统。第一台Hawk Eye II系统于2005年开始在海军沿岸测量队(Admiralty Coastal Surveys)投入使用,至今效果良好。
图8-27 HawkEye II集成传感器
HawkEye II系统飞行高度范围为100~1000m,正常飞行高度为200~300m,扫描最大开角为15°~20°。相对于之前的HawkEye I系统,HawkEye II采用更短的激光脉冲,更好的接收器和处理算法,拥有更好的识别能力。该系统可以进一步优化来满足浅水探测的特殊任务。
HawkEye II系统可以同时采集4kHz测深数据和64kHz陆地地形数据以及测量区域的数字图像数据,使得该系统成为全球市场上测量效率最高的系统之一。以最大幅宽330m,每秒75m的典型飞行速度,系统每天可调查350km2。
HawkEye II系统的测深密度为1.7m×1.7m到3.5m×3.5m,测量精度满足IHO1b级精度,小于25cm(均方根误差),测深范围从0.3m到3倍的圆盘透明度。地形数据密度为每平方米1~4点,测量精度在15cm(均方根误差)范围内。HawkEye II系统主要技术参数见表8-5与8-6。
表8-5 HawkEye II系统的主要技术参数
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续表
表8-6 HawkEye II系统各种飞行模式的技术参数
2012年,AHAB公司还推出一款Chiroptera II系统。该系统可对浅海区域进行高精度、高密度的测量。它使用独特的倾斜LiDAR技术,从多个角度对地物进行测量,可有效减少数据中的阴影和漏洞,在水上、水下目标探测方面优势明显,也有利于后期的三维显示。此外,该系统减少了数据后处理的时间。
2014年,AHAB公司在HawkEye II的基础上,成功研制出HawkEye III系统,采用了椭圆形扫描方式,测深分为浅水模块和深水模块,分别对应不同的测量频率与测深能力。系统参数与CZMIL基本一致,系统集成高分辨率数码相机,用于点云辅助分类及提供数字高程模型纹理信息。采用插件式结构,可同时或分开独立使用,真正实现海陆一体化无缝测量。
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