高精度 GPS 有助于预防雪崩

利用高精度 GPS 预防雪崩和泥石流
滑雪季节即将来临。不要忘记检查滑雪场和滑雪胜地周围的雪崩情况。对于喜欢冒险的越野滑雪者以及下面的小镇来说，雪崩可能是真正的危险。仅瑞士阿尔卑斯山每年就会发生 1000 多次雪崩。当地社区沿着斜坡竖起钢栅栏，以防止城镇附近发生雪崩。为了建造这样的雪障，需要最精确地测量陡峭的岩面和悬崖。请继续阅读，了解一家瑞士公司如何使用内置高性能 GPS 接收器的无人机在数小时内勘测这一恶劣地区。

达沃斯是著名的度假小镇，位于瑞士阿尔卑斯山，靠近奥地利边境。每年都有成千上万的游客来到达沃斯滑雪和欣赏山景。城市上方耸立着雄伟的夏霍恩山，山坡上布满了滑雪道和缆车。为了保护小镇和滑雪者，达沃斯社区计划沿着陡峭的山坡修建雪崩屏障。理想的位置位于帕森滑雪场 (Parsenn) 斜坡上一平方公里的地方，就在滑雪道上方。为了规划沿着这个不平坦的岩石表面的工程，需要对该区域进行详细的 3D 重建。但是，如何才能攀登这片山区，到达勘察地点就如同攀岩一样？

钢栅栏可以承受雪的重量，并在大雪期间防止雪崩。在建造此类防雪栅栏之前，需要对山丘进行高精度测量
 

高精度 GNSS 测量斜坡范围
总部位于瑞士的测绘公司Darnuzer Ingenieure AG拥有测量这些雪峰的专业知识。他们的WingtraOne 固定翼无人机配备顶级摄像头，并配有Septentrio 高性能 GNSS 接收器。它可以在 150 m 的高度飞行进行正射影像，无需 GCP（地面控制点）或实时基站链接。GCP 是地面上具有已知位置的标记，在制作正射影像时用作定位参考。将 GPS 放置在地面上是一项耗时的工作。Darnuzer 的测量员使用 Wingtra 无人机可以将工作速度提高 4 倍以上，无需 GCP。经过几个小时的飞行，调查工作完成。

WingtraOne 垂直起降无人机使用高精度 GPS/GNSS 接收器对其图像进行精确地理标记。
 

厘米精度的后处理
WingtraOne 垂直起降无人机可在岩石斜坡上垂直起降并自动飞行，这意味着无需对无人机飞行员进行培训，也不会因“机腹”着陆而损坏有效载荷。夏季期间，一名测量员将无人机带到多岩石的帕森斜坡，在没有雪的情况下捕捉 3D 模型所需的地面图像。当无人机飞行时，它会拍摄高分辨率图像，并立即进行地理标记和时间戳记。Darnuzer 的测量员随后使用直观的 Wingtra 工作流程对图像进行后期处理，以达到 RTK（实时运动学）厘米级精度。然后通过 Pix4D 软件处理正射影像，并创建帕森斜坡的详细 3D 数字地形模型 (DTM)。

后处理软件以厘米级精度对图像进行地理配准，以创建 3D 模型，例如瑞士达沃斯附近的帕森斜坡。
 

借助多 GNSS 实现可靠且稳健的 3D 建模
即使在山峰遮挡天空能见度的山区，  WingtraOne 无人机中的GNSS 接收器也能凭借其多 GNSS*、多频率技术提供连续定位。山谷是天空被遮挡最严重的地方，不仅被周围的高山所遮挡，而且还被街道两旁的建筑物遮挡。

“即使在卫星能见度较低的山谷中，由于接收器可以访问多个导航卫星系统，我们总能获得所需的定位。我们寻求的定位精度通常为 2-5 厘米。”Darnuzer Ingenieure AG 的高级测量师 Bruno Wirth 博士说道。“Wingtra 系统开箱即用，得益于Septentrio 的 GNSS 技术，我们从未遇到过任何干扰问题 。”

山峰之间的开阔空间对无线电波几乎没有障碍，无线电波可能会通过附近的通信塔广播。此类无线电波也称为射频干扰 (RFI)，可能会压倒 GNSS 卫星信号并干扰 GPS 接收器操作，从而降低精度，甚至导致定位丢失。强大的干扰抑制技术是确保 GNSS 接收器持续可靠定位的关键。

经过手工清除树木和岩石等细致工作后，Darnuzer 的平滑 3D 地形模型已准备就绪。雪崩屏障终于可以开始建设，为美丽的帕森滑雪场的滑雪者和达沃斯居民带来安心。 

 

地面运动监测（厘米级精度）可预测山体滑坡
雪崩并不是对陡峭的阿尔卑斯山造成危险的唯一雪崩类型。石崩和山体滑坡同样危险。布鲁纳山谷 (Val Bruna) 是一个陡峭的岩石斜坡，高出滑雪度假村米施泰尔 (Müstair)。强降雨侵蚀土壤，造成潜在的山体滑坡威胁。Darnuzer 的 WingtraOne 无人机也能派上用场。每年，无人机都会飞越布鲁纳山谷斜坡，测量土壤运动。精确测量地面运动是帮助专家评估来年山体滑坡风险的关键。

2019 年最著名的山体滑坡之一 - 导致环法自行车赛停止的山体滑坡。图片来源 Twitter @joscelinryan
 

航空测量变得简单

在步行或驾驶都困难的地区，航空测量是最佳选择。WingtraOne 无人机在天空中飞行，可进行厘米级测量，由Septentrio GNSS 接收器供电，无需 GCP。准确的景观模型可实现雪崩屏障建设和地面运动监测，为高山滑雪者和当地社区带来安全，使他们能够充分享受下一个滑雪季节。

*GNSS是指全球导航卫星系统，如美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲伽利略和中国北斗。这些卫星星座广播定位和授时信息，这些信息由地球上的 GNSS 接收器接收并用于计算其全球位置。

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