3. 传感器校准基础：校准对测绘精度的影响
传感器校准，说白了就是让无人机知道自己的“身体姿态”和“周围环境”。
我刚开始接触PX4时，觉得校准就是个过场。直到有一次，一架校准没做好的飞机，在空中直接翻了180度……嗯，从那以后，我再也不敢跳过任何一步校准。
3.1 加速度计校准
加速度计测量的是重力在三个轴上的分量。如果它不准，飞控就不知道“哪边是下”。
我个人习惯在校准前，先把飞机放在一个绝对水平的台面上。你想想看，如果台面本身就不平，那校准出来的“水平”就是歪的。
校准步骤：
- 将无人机放置在水平地面，点击“开始校准”
- 听到提示音后，依次将飞机翻转至左侧、右侧、机头向上、机头向下、机尾向上
- 每个姿态保持2-3秒，直到飞控确认数据采集完成
- 所有姿态完成后，飞控自动计算偏移量和比例因子
3.2 陀螺仪校准
陀螺仪测量的是角速度。它决定了飞机能不能稳住姿态。
陀螺仪校准其实很简单——把飞机放在静止平面上，让它自己采集零偏值。但这里有个坑：静止就是真的不能动。
我记得有一次在户外校准，风很大，飞机被吹得微微晃动。结果起飞后，飞机一直在缓慢自旋。后来才发现是陀螺仪零偏没采准。
校准要点：
- 环境必须无振动、无风
- 飞机放在硬质平面上，不要放在泡沫或软垫上
- 校准时长通常为5-10秒，期间不要触碰飞机
- 校准完成后，检查陀螺仪零偏值是否在±0.1°/s以内
3.3 磁力计校准
磁力计就是电子罗盘。它告诉飞控“哪边是北”。
磁力计校准是所有校准里最容易被忽视的。为什么？因为很多人觉得GPS已经能定向了。但实际在测绘中，磁力计直接影响航向角精度，而航向角误差会直接导致航线偏移。
校准方法：
- 将无人机拿到远离金属物体和高压线的空旷区域
- 启动磁力计校准程序
- 手持飞机，在空中画“8”字，或者绕三个轴各旋转360度
- 直到飞控提示校准完成
磁力计校准质量评估：
| 指标 | 优秀 | 合格 | 不合格 |
|---|---|---|---|
| 磁场强度模值 | 0.4 - 0.6 Gauss | 0.3 - 0.7 Gauss | < 0.3 或 > 0.7 Gauss |
| 偏移量 | < 100 mGauss | 100 - 300 mGauss | > 300 mGauss |
| 拟合球体半径偏差 | < 5% | 5% - 15% | > 15% |
3.4 气压计校准
气压计测量的是大气压力，用来计算高度。测绘中，高度精度直接影响正射影像的地面分辨率。
气压计校准其实很简单——在起飞点静止几秒钟，让飞控记录当前气压作为基准。但这里有个很多人不知道的细节：气压计对温度非常敏感。
我做过一个实验：把飞机从空调房拿到35度的室外，气压计读数直接漂了2米。所以，我建议在起飞前至少让飞机在室外静置5分钟，等传感器温度稳定后再校准。
校准流程：
- 将无人机放置在起飞点
- 上电后等待至少30秒，让传感器稳定
- 在QGroundControl中执行气压计校准
- 校准完成后，检查高度读数是否稳定在±0.1米以内
3.5 校准对测绘精度的影响
好了，前面讲了怎么校准。现在说说为什么校准对测绘这么重要。
测绘无人机靠的是“位置+姿态”来推算每个像素对应的地面坐标。如果姿态不准，那像素点的位置就会偏移。
具体影响：
| 传感器 | 校准不良的影响 | 对测绘精度的具体表现 |
|---|---|---|
| 加速度计 | 姿态角误差 | 正射影像出现倾斜、拼接错位 |
| 陀螺仪 | 姿态震荡、自旋 | 航线不直、影像重叠率不均匀 |
| 磁力计 | 航向角误差 | 航线整体旋转、与真实北方向偏差 |
| 气压计 | 高度误差 | 地面分辨率不一致、高程模型失真 |
举个例子：如果磁力计有5度的航向角误差，在100米飞行高度下，航线末端就会偏移约8.7米。对于需要厘米级精度的测绘来说，这完全不可接受。
3.6 校准流程总览
下面这张图总结了传感器校准的完整流程和它们之间的依赖关系。
从图中可以看出，所有传感器校准都必须在起飞前完成。它们的数据最终会进入传感器融合模块，融合后的姿态和位置信息直接决定了测绘精度。