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近年來使用於非軍事用途的無人飛行載具可分為定翼型UAS、單旋翼型UAS與多旋翼型UAS。本計畫使用之UAS與國內外常見之UAS與適用範圍、優缺點比較如下:

(一)定翼型無人飛行載具系統

定翼型UAS的優勢在於航程長、抗風能力強、酬載能力高,因此適合用於長距離越野拍攝。目前本計畫所使用的UAS擁有5公斤的酬載能力,飛行時間達3個小時以上。高展弦比的設計使得該機種具有極高的飛行效率與極佳的抗風性能。現行UAS的使用限制在於每次任務都要申請飛行空域,有迫切性需求的任務需要另行與相關機關進行協調,以維護任務執行之安全性。另一個使用限制是需要跑道進行起降,若無適當的跑道則需由較遠的地方飛進目標區後始可進行航拍任務。

國土測繪1號 定翼型UAS
國土測繪1號 定翼型UAS

(二)單旋翼型無人飛行載具系統

早期單旋翼型UAS需由地面操作人員直接進行目視距離下的直接控制,因此控制距離被限制在地面操作人員的目視距離內。近年來由於電子設備與無線電設備的快速進步,目前利用遙控直升機進行空中拍攝的廠商,可以利用無線電影像傳送系統來增加直升機的操作距離。另一方面,隨著科技的進步,近幾年來所已設計出可裝載於小型單旋翼型UAS的飛控電腦,因此單旋翼型UAS具備有自主停懸、速率控制及導航飛行的功能。在擁有這些功能後,以往需要全程由地面人員控制的情況進化到只需要由地面人員進行監控即可,操作的範圍也由目視距離拓展到視距外控制。單旋翼型UAS的優點在於不需要起降跑道,在使用上較為靈活。

單旋翼型UAS
單旋翼型UAS

(三)多旋翼型無人飛行載具系統

多旋翼型UAS係由多個旋翼動力組所組成的飛行器,亦具有垂直起降的功能。根據載台的酬載與滯空能力,又可分為小型與大型兩種型態。小型的多旋翼系統可以搭載200g左右的任務酬載,適合用於短距離的監控任務,因為其雲台具有水平90度轉動與自動補償的功能,因此也可用於小範圍的垂直拍攝運用。大型的多旋翼系統可以酬載1000g以上之酬載,並進行30分鐘以上之飛行,適合用於小範圍長時間的監控任務,配合搭載數位單眼相機,可取得較佳的影像品質。

多旋翼型UAS
多旋翼型UAS

UAS航拍之作業規劃,採用本中心國土測繪1號定翼機或多旋翼機進行航拍。國土測繪1號採用複合材料機身,翼展長3.3公尺,展弦比達11,具有優越的滑降比與抗風性能,及5公斤的酬載能力,同時飛行時間可達2個小時以上。機體設計為可拆式機翼,方便收納與運輸,並搭載飛控系統及Canon 5D MKII全片幅相機,相機並搭配相容之20mm或24mm或50mm焦距鏡頭以因應不同任務的需求。動力系統設計為螺旋槳前拉式動力系統,採用62cc二行程引擎,實際測試之最大飛行高度達3600公尺。數位通訊資料鏈可傳輸30公里距離類比影像傳送距離可達15公里。另本中心於104年度因應UAS相關技術快速發展,完成國土測繪1號無人飛行載具更新升級,升級後載具不僅加大酬載空間彈性,並提升續航力與動力及飛行安全性。本中心另於108年採購多旋翼型UAS,具垂直起降功能,適合小面積(約2平方公里以下)航拍作業。

本中心國土測繪1號定翼機及多旋翼機小像幅航拍攝影機系統皆經過TAF認證,並依規定辦理校正及出具校正報告(定翼機校正報告多旋翼機校正報告)。有關小像幅航拍攝影機校正作業,可參考本中心「校正實驗室」服務網之小像幅航拍攝影機校正系統簡介(https://sicl.nlsc.gov.tw/Principle)。

uav01-1.JPGUAS

國土測繪1號系統特色簡表
項目 詳細說明
推進系統 採用以無鉛汽油為燃料之二衝程引擎,提供穩定之馬力。
抗風能力 可達蒲福風級7級風力
通訊 配備長距離數據通訊鏈路,控制半徑可達30公里以上,即時影像傳輸半徑可達15公里以上。
起降操作 傳統跑道滾行起飛(需100公尺以上柏油跑道),跑道降落。
酬載 可搭載與慣性量測設備與高畫素數位單眼相機或是高縮放倍率攝影模組。
升級後國土測繪1號(定翼機)載具規格表
註冊號碼 B-AAA00678
翼展 2.5公尺 長度 2.0公尺
最大重量 24公斤 滯空時間 約4小時
最高速度 110公里/小時 最大航程 250公里
巡航速度 90公里/小時 最大操作高度 4000公尺
推進系統 60cc雙缸
多旋翼機載具規格表
註冊號碼 B-AAA00561
動力 電力 載具尺寸 1.1公尺
最大重量 8公斤 滯空時間 約20分鐘
起降操作 垂直起降 抗風 4級風
巡航速度 50公里/小時 最大操作高度 500公尺

03多旋翼機外觀及酬載_合併

多旋翼機外觀及酬載

 

05多旋翼機航拍作業情形_合併

多旋翼機航拍作業情形

 

06多軸起降情形.JPG

多旋翼機起降作業情形

 

多旋翼機專業操作證
多旋翼機專業操作證

 

07能力審查證明

審查能力通過證明