输电线路无人直升机巡检研究规范书.docx
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输电线路无人直升机巡检研究规范书
小型无人直升机高压输电线路巡查应用研究
项目技术规范书
（编号：
）
曲靖供电局
二〇一二年五月
目录
一、总则1
二、项目有关内容1
三、总体要求2
四、引用标准2
五、技术要求3
（一）直升机3
1.一般使用条件3
2.主要技术参数4
3、直升机本体要求5
4、无人机系统功能要求5
5、机载设备要求5
6、自驾仪系统6
7、无线发射和接收系统7
8、无线数字图传设备7
9、地面站软件要求8
10、360度可见光智能追踪球10
11.设备成套要求10
六、包装、运输10
七、验收11
八、售后服务及保证11
九、培训11
十、其他12
一、总则
（一）本技术规范适用于输电线路无人直升机巡检系统，该系统包括无人机系统，飞行控制系统，通讯控制（删除控制二字）系统，图像传输系统、后台监控系统及相应任务设备等。
投标单位应负责为上述系统提供整体方案，相关设备的安装调试，试运行、培训、验收、技术服务等各方面的工作。
（二）本技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，投标单位应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
（三）如投标单位提供的设备（或方案）与本技术规范书的要求有差异，即使是微小的差异，也应以书面形式言明，并说明原因。
如投标单位没有以书面形式对本技术规范书的条文提出异议，那么，投标单位提供的产品应完全满足本技术规范书的要求。
（四）在根据本技术规范书签订协议之后，招标单位有权提出因标准或规程规范发生变化而产生的一些补充，具体项目由招、投标双方共同商定。
（五）本技术规范书所使用的标准如遇与投标单位所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行，本技术规范书未全部引用应用标准，凡是本技术规范书牵涉的各项内容均按最新标准实施。
（六）本技术规范书经招、投标双方确认后作为签订合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
同时，设备技术规范书未尽事宜，由招、投标双方协商确定。
二、项目有关内容
（一）项目名称：
小型无人直升机高压输电线路巡查应用研究
（二）项目内容：
研究无人直升机及其车载地面站系统对输电线路巡视的研究，同时进行该项目设备的采购、安装、调试、培训、售后服务等内容。
三、总体要求
本规范书包含了无人飞行器巡视及对系统的要求，投标单位应仔细阅读技术规范书中所有条款。
本项目由招标单位提出具体实施意见及方案，因此，投标单位提供的无人飞行器巡检系统的技术规范应能满足本规范书的要求，但不仅限于此。
系统的各项技术性能指标应能适应运行中可能遇到的各种情况。
投标单位应按照本规范书各条款的要求，为招标单位提供高质量的、成熟的、技术先进的设备，并提供该套装置长期安全、可靠运行所需的备品、备件。
投标单位应对系统的安装、调试直至投运后装置运行的正确性负责，同时提供后台操作软件。
四、引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本规范书中所引用而构成为本规范书的条文。
本规范书出版时，所示标准版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本规范书的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GBJ566《计算机软件开发规范》
GB/T17626.2《静电放电抗扰度试验》
GB/T17626.3《射频电磁场辐射抗扰度试验》
GB/T17626.8《工频磁场的抗扰度试验》
IEC60870-5-《远动设备及系统--传输规约》
G703《数字通信接口标准》
H261《图像压缩标准》
DL-409-91《电业安全工作规程》
DZ/T0203-1999《航空遥感摄影技术规程》
MH/T6020-2000《航空油料质量管理》
MH/T6007-1998《飞机清洗剂》
MH/6005-1996《飞机加油安全规范》
MH/4012-2002《空中交通管制雷达标牌》
MH/T1006-1996《航空摄影仪检测规范》
CH/Z3005-2010《低空数字航空摄影规范》
CH/Z3002-2010《无人机航摄系统技术要求》
CH/Z3001-2010《无人机航摄安全作业基本要求》
《中华人民共和国民用航空法》
《中华人民共和国民用航空安全保卫条例》
《通用航空飞行管制条例》
《民用无人机空中交通管理办法》
《非经营性通用航空登记管理规定》
《中华人民共和国飞行基本规则》
《中华人民共和国无线电管理条例》
五、技术要求
（一）直升机
1.一般使用条件
1.1环境温度：
-10℃～+50℃
1.2海拔高度：
2500m以上（建议改为0-3000m）
1.3抗风能力：
5级以上
1.4工作使用湿度在0%-90%
2.主要技术参数
2.1最大起飞重量：
大于20kg（>30kg）
2.2最大有效载荷：
不小于8kg
2.3控制半径（山区）：
不小于6km（控制半径取决于电台大于10km）
2.4巡航速度：
0-60km/h
2.5续航时间：
大于1.5小时（目前80cc飞机的续航时间为45min）
2.6图像传输距离（山区）：
大于10km（目前实际实用距离为4km）
2.7起飞方式：
手动或自动起飞
2.8降落方式：
手动或自动降落
2.9图像传输系统制式应采用数字传输（上面说的4km是模拟的，数字的图传需要拉距离实测一般距离大于模拟的）
2.10GPS导航方式下飞行距离：
大于10km
2.11无人机状态传输距离：
大于10km
2.12爬升速度应大于3m/s
2.13GPS精度误差应控制在±0.8mcep范围内
2.14悬停误差应控制在±0.8mcep范围内
2.15油量检测系统精度控制在5%以内（建议去除油量监控部分）
2.16图像采集系统应采用高分辨率相机及摄像机（相机要达到像素不低于2000万专业高清相机并配套可变焦距镜头，摄像机要达到20倍以上光学变焦高清专业摄像机）。
（建议不搭载摄像机，若需要则配置工业广播级的如sonyEX1R）
2.17后台软件应采用全中文操作界面。
（地面站界面我们无法控制，有部分内容是英文）
2.18外接兼容装置应能保证可以预留红外、紫外设备的接口。
3、直升机本体要求
为保证飞行安全，需要选择正规厂家有名牌标示的发动机，飞机零部件属于国标的严格按照国家相关规定制造，属于非标的零部件在加工出厂后应对其进行相关试验以达到要求，从而确保飞机在飞行中稳定运行。
因无人直升机巡检属超低空靠近带电体飞行，因此要保证飞机机体所使用的材料不会对强磁场产生反应，所提供的产品具有良好的电磁兼容性。
同时，要求无人机具有垂直起降能力，操作可靠、灵活、简单、要求体积小、重量轻、集成度高，可在小范围内的平坦的地面起飞降落。
4、无人机系统功能要求
4.1无人直升机既可接受地面遥控，也可以预先设置飞行路线进行自动巡线，即巡检航线可全自动完成，也可以手动和自动无间隙切换完成，可控制悬停，上升，下降，镜头拉近等一系列动作。
4.2具有数据采集、存储、传输和远程控制功能，无人巡线直升机和地面控制基站之间采用无线通讯方式，控制系统可以远程接收，存储及显示无人直升飞机发回的数据及图像视频资料。
4.3利用携带高清像素的图像视频采集设备，对输电线路设备及其通道环境进行拍照摄像扫描，通过观察分析判别线路存在的异常情况及故障。
4.4具有剩余油量实时监测显示并报警功能。
（油量监控目前做不到，但是地面站有飞行时间的预估和计算功能）
4.5对输电线路巡检的图像视频数据实现了计算机管理，配有后台软件。
4.6具备异地起降的功能，从起飞点到降落点，实现无人直升机的最大飞行直径，增加无人机的工作时长，提高作业效率。
5、机载设备要求
5.1机载专业照相机不能低于2000万像素，且照片分辨率不得低于5616*3744,电源及存储能力大于1小时。
5.2机载专业摄像机不能低于600万像素，且为高清摄像机，20倍光学变焦，自带大于60G硬盘存储，自动图像稳定功能，适用于野外作业，能根据地面站发出的指令自动变焦，电源及存储时间应大于2小时。
5.3减震云台应有陀螺仪，可根据地面站的指令控制云台的转角和转速，可以实时补偿因无人机抖动对相机及摄像机拍照及录像姿态的影响，云台除适合安装相机、摄像机外还应预留安装红外、紫外设备的端口。
5.4所搭载的GPS应能按系统指令准确定位，从而辅助地面控制台进行精确的航线控制，保证飞行的安全。
5.5图传设备工作方式宜采用COFDM（正交频分复用），同时支持3G信号，确保图像的传输质量。
6、自驾仪系统
6.1集成4HZ更新率GPS，可扩展北斗、GLONASS组合导航；（目前技术条件下做不到）定位系统可扩展高精度差分GPS，实现精准航线控制与自动降落。
6.2集成数字式空速、气压传感器，0.1mba高精度，高度测量可扩展无线电高度计。
（目前做不到）
6.3集成低成本低重量IMU，通过带GPS修正的Kalman滤波计算最贴近真实情况的飞机姿态，动态精度±2º，消除瞬时加速度、陀螺漂移对姿态计算的影响。
6.4导航、定高控制高精度，确保飞机在拍摄时达到±1mcep以内的导航精度和高度。
6.5支持手动拍照、自动定时拍照、定距拍照、按航线均匀设点拍照等方式，并在机上保存拍照时的包含可用于测绘后期处理的飞机姿态、航向等内方位元素的遥测参数。
6.6可控制舵机云台及电机云台，可自动控制云台正射对地，可控制机载伺服云台转动，CCD变焦，算法可控制云台锁定地面固定目标。
6.7燃料监控、发动机转速监控，发动机灭车、意外安全保护
6.8使用跳频遥控信道传输遥控指令，跳频902~930MHZ，保证其抗干扰性，确保在电磁环境复杂地区仍然能安全可靠的手动遥控无人机。
6.9可以将飞行操控手的所有操作动作进行记录，可回放分析操控过程。
6.10应有多种飞行控制方式，全自主起飞、降落、全自主巡航飞行、全自主降落，还应提供半自主控制，确保飞行安全。
6.11应达到在航点模式下可实时修改高度、速度、航向及飞机控制参数，应确保可以达到有100个可编辑的飞行航点。
6.12应保证在飞机无法接收地面站遥控信号、燃油不足后，自主悬停、自动降落。
7、无线发射和接收系统
无线发射和接收设备应具备很强的抗多径干扰能力和在有遮挡环境中的传输能力，实现在“高速运动中”“非通视条件下”高质量图像的实时传输。
系统应具备传输灵敏度高、移动性好、保密性好、抗干扰和抗衰落能力强、传输数据的稳定性和可靠性突出等特点，具体要求如下：
频谱利用率尽量要高、应能够传输更多的有效载荷、应提高信噪比的门限，提高接收灵敏度、能够在高速移动状态下接收、且信号截获的时间短、应具有很强的抗衰落能力。
同时应能满足下列条件：
传输速率：
大于19.2Kbps
传输距离：
大于10公里
工作频段：
902MHz-928MHz
工作带宽：
8MHz（f±4）
传输延时：
小于500ms
通信方式：
采用无线传输
物理接口：
RS-232或RS-485
载波功率：
大于1W
发射机结构：
防爆、铝合金
8、无线数字图传设备
视频压缩方式采用MPEG4或者H.264
加密方式：
AES128
传输延时≤500ms
调制方式QPSK/2K
发射功率≥1W
工作频段：
300MHz-820MHz
接收频道：
2路/20个
支持3G信号传输视频及图像
9、地面站软件要求
9.1支持GoogleEarth等地图导入。
9.2数据接收：
地面站可以接收自驾系统的飞行状态数据。
9.3数据回放功能：
通过飞行数据文件，可以将飞行过程自动演示一遍。
9.4地面站软件支持粘贴、复制、剪切、撤销等人性化操作支持。
9.5显示航点信息：
显示航线上的航点信息，包括航点编号，航点经度与纬度。
9.6显示飞行轨迹：
显示飞行过程中飞机实际的飞行线路。
9.7显示导航线：
显示飞机与下一个目标航点之间的连线。
9.8支持从文件加载航线：
将需要的飞行路线提前制定，然后将其上传飞机，无人机按照既定的路线进行飞行，加载航线的过程就是将设置好的路线放入界面地图内；能够自动编排合成图片，形成拍摄图片合成的地图。
9.9编辑航线信息：
航点的信息包括航点编号，经纬度，高度，转弯量，航线模式（如果确定该航线为定点飞行，即在该点盘旋，盘旋时间由设定的定点时间确定），定点时间（指设定飞机定点飞行的时间（单位秒），定点时间完成，飞机飞向下一航点），并支持如下操作方法：
删除：
删除某航点；上移：
上移某航点；下移：
下移某航点（目前不可上下移动）；加载：
加载新的航线；保存：
保存当前航线；上传：
将新的航线上传给飞行器。
9.10下载飞机航线验证：
利用下载航线功能，可以将飞机当前航线下传，以验证飞行器预设航线是否正确上传。
9.11GPS数据显示：
能在地面站实时显示GPS如下信息：
经度、纬度、高度、星数、时间。
9.12地面站软件应能显示飞机的剩余燃料及所载设备剩余电压。
9.13飞行姿态数据显示应包括：
（1）姿态角：
重要参数，飞机起飞前一定要检查该参数是否合理，此参数显示飞机当前的横滚角度及俯仰角度。
（2）拉补偿：
飞机拉杆补偿量。
（3）PDOP值：
GPS定位参数。
（4）飞行状态：
显示飞行器当前的控制状态以及设置状态。
（5）目标编号：
飞行器所要到达的航点编号。
（6）目标横滚角：
飞机当前状态下偏离目标航点的横滚角度。
（7）目标俯仰角：
飞机当前状态下偏离目标航点的俯仰角度。
（8）气压高度。
（9）预订高度：
预先设置的飞行高度。
（10）实际空速：
由压力传感器所测值计算得到的空速。
（11）设定空速：
最初设置空速值，不同的飞机设置不同的油门大小。
（12）目标航向：
根据飞机当前的坐标，计算出飞机所要到达的航点的航向。
（13）航向差：
飞机实际的航向与计算航向的差值。
（14）偏航距：
飞机实际飞行的航线与计算航线之间的偏离距离。
（15）下向加速度。
（16）后向加速度。
（17）右向加速度。
（18）飞控电压。
（19）点火电压：
发动机点火电压监控。
（20）舵机电压：
舵机电压监控。
（21）开机时间。
（22）起飞时间。
（23）转速RPM：
发动机转速监控。
（24）飞行航程：
飞机飞过航程里程数。
10、360度可见光智能追踪球
应具有视频自动追踪系统，对图像有自动锁定功能，在锁定目标后可对其进行360度自动追踪拍摄。
（目前不可实现）
11.设备成套要求
设备成套要求
设备名称
设备分项
数量
单位
备注
飞行平台
无人机机载平台
1
套
机上设备的安装平台，飞行载体；采用非金属复合材料一体化成型。
同时应包含供电系统和动力系统。
通信系统
1
套
无人机系统空中部分与地面部分之间数据上下行的通信通道，地面测控指令的上行给无人机以及无人机控制系统得下行数据均通过通信系统来进行传输；在通视范围外可回传飞行状态数据
飞行控制系统
1
套
对无人机的飞行进行按设定要求的导航与控制，并提供监测无人机机载设备工作状态的下行数据
后台监控系统
1
套
与无人机飞行平台上通信系统部分相对应，组成完整的数据链路，实现数据交互
图像视频采集系统
1
套
图像采集及图像传输设备
运输箱
1
箱
负责运输无人机平台的专用箱体，起到保护无人机作用。
便携式地面测控站（车载？
）
专用控制箱
1
套
装载地面测控站其他部分的箱体以及各固定件、连接件；
专用笔记本
1
套
地面站软件的运行平台，与通信系统地面部分连接并接收无人机下行数据以及发送上行数据；具有防水、防震、防摔功能。
地面图像接收设备
1
套
地面图像接收，含天线等配套设备
通信系统地面部分
1
套
与无人机飞行平台上通信系统部分相对应，组成完整的数据链路，实现数据交互；
供电系统
1
套
负责通信系统地面部分以及笔记本的直流电供给，单次工作时间不少于4小时（没有外界电源的情况下），以及外接电源的直交流变换和充电。
技术保障设备
1
套
保障无人机系统日常维护与使用所需的其他保障设备，包括：
机载电源及地面电源的专用充电器，无人机装配专用工具，无人机维护专用工具；备品备件等。
地面测控软件
1
套
地面测控软件是地面测控人员与无人机进行联系的直接作用体，其作用包括从前期的飞行任务规划、飞行航线制作到起飞前的飞行任务初始装订、无人机状态检查，到飞行过程中的监控数据解算、保存，飞行过程的航迹显示、上行指令的编码发送，再到飞行完成后照片数据的下载及回放、飞行过程的回放分析等。
其安装于地面测控站的笔记本上，完成与通信系统地面部分的连接。
三维地图
1
套
通过地面测控软件加载使用，提供地面地理信息提示。
其作用在于飞行任务规划、无人机航迹显示等过程。
短期培训
使用维护培训
1
项
提供不少于4人（地面站人员+地勤人员）两周的技术培训,确保能独立实际操作。
全套培训
完整的培训操作
1
项
提供2人（飞控手）1个月理论和实践培训，确保能独立飞行。
六、包装、运输
（一）设备制造完成并通过试验后应及时包装，否则应得到切实的保护，所有部件经妥善包装或装箱后在运输过程中尚应采取其它防护措施，以免散失损坏或被盗。
（二）包装箱内应放有装箱单、全套安装使用说明书、产品合格证明书、产品外形尺寸图、产品拆卸件一览表、并其防止受潮。
（三）吊装标记明显，应保证产品在吊装和运输过程中不发生损坏、变形和部件丢失。
（四）在包装箱外应标明订货号、发货号，包装箱上应有明显的包装储运图示标志。
（五）整体产品或分别运输的部件都要适合运输和装载的要求，随产品提供的技术资料应完整无缺。
（六）从投标单位发货至招标单位收到货物期间，设备应完好无损，凡因包装不良所造成一切损失应由投标单位自负。
七、验收
（一）在设备运抵后，对货物包装外壳进行检查，对包装外壳损坏的设备需进行功能测试，测试不合格的，投标单位应免费给予更换。
（二）现场验收主要目的是检验系统的各项功能是否实现，系统性能指标是否达到要求，在调试、验收期间所有损坏的供货范围内设备，投标人应免费给予更换。
（三）设备验收方式：
招标单位对设备进行验收，验收方式为投标单位对无人直升机进行安全飞行1个架次，直升机不少于20分钟及5公里的飞行时间及里程。
（四）飞行过程中图像传输稳定、自驾仪运行正常、后台控制系统正常、拍摄、存储的照片在计算机上观看应清晰。
八、售后服务及保证
（一）投标单位负责对产品进行现场组装调试。
（二）若因使用方式变化，招标单位提出改进意见及详细技术资料后，投标单位在一定时间内完成软、硬件的修改并进行试验验证。
（三）设备验收之日起，质保期为1年，质保期内设备异常或损坏，投标单位应对设备免费进行快速修复。
（四）质保期外发生损坏，或不能正常工作，投标单位应及时为招标单位提供修理或更换零部件服务，只收取零部件的费用。
（五）质保期内，投标单位应到现场对系统发动机等设备进行三次全面检查维护
装置投入运行后如发生装置故障，投标单位应48小时内到现场进行故障排查处理，配备必要的备品备件。
（六）产品运行三年内，投标单位将以合理的价格提供备品、备件（在此期间决不以此型号设备停产而拒绝提供），如招标单位需要进行系统改进，投标单位将以优惠的价格提供技术升级服务及所需设备。
九、培训
（一）投标单位应对招标单位提供技术培训和操作指导，提供培训人员、培训安排、培训教材及培训设备。
（二）培训时间、地点、人次由招投、标双方协商确定。
投标单位应派出专家，对招标单位的使用人员进行现场培训，主要为现场如何使用系统设备，如何启动、操作及维护设备和系统。
（三）无人直升机提供不少于4人（2名飞控手+2名地勤人员）两周的驻厂技术培训，提供2名飞控手1个月理论和实践培训，并承担培训人员的差旅费、培训发生的一切费用，确保招标单位人员能够独立进行飞行操作及简单维护，考核合格后发操作证书。
十、其他
本招标文件中的未尽事宜，请与本项目联系人联系，并由其负责解释，联系人及方式见招标邀请书。
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