Дистанционно пилотируемые летательные аппараты как источник данных дистанционного зондирования земли

      Комментарии к записи Дистанционно пилотируемые летательные аппараты как источник данных дистанционного зондирования земли отключены

Дистанционно пилотируемые летательные аппараты как источник данных дистанционного зондирования земли

В. В. Бутин

Общеизвестно, что одним из самых действенных способов контроля за территорией являются способы космического мониторинга. Но существует целый комплекс задач, каковые нереально  по тем либо иным обстоятельствам решать посредством спутниковых сенсоров. Это обусловлено некоторыми изюминками получения данных с космического аппарата.

Как, к примеру, съемка интересуемой территории проводится в строго определенное время, возможность проведения съемки определятся метеорологическими условиями, максимально дешёвое сейчас пространственное разрешение 50 см и другие. Кроме этого обстоятельством отказа от применения космической съемки могут служить твёрдые требования клиента к дате съемки либо своеобразные характеристики самого объекта наблюдения, как, к примеру, узкая полоса трубопровода либо предельно малая площадь изучения около 20-50 кв. км и т. д.

К задачам, не решаемым посредством космических съемочных совокупностей условно возможно отнести следующие:

  • Мониторинг развития ЧС и своевременный контроль за ходом работ по ликвидации последствий.
  • Поиск пострадавших в следствии чрезвычайной обстановке либо техногенной трагедии.
  • Контроль нефтегазопроводов, ЛЭП и теплотрасс, металлических и дорог , состояние ледовой обстановки.
  • Обнаружение объектов, находящихся на местности и визуально невидимых;
  • видеонаблюдение.
  • Контроль распространения лесных пожаров.
  • Мониторинг природных затоплений (зон и катаклизмов разливов, осмотр территорий сейсмоопасных районов).

Это далеко не полный список задач. В общем, возможно заявить, что каждые задачи, требующие своевременного (в течение нескольких часов) получения данных, среди них и видеоизображения, требующие проведения повторных съемок, съемок в труднодоступных местах либо на протяжении облачности не решаются совокупностями космического мониторинга.

До недавнего времени ответ подобного рода задач выполнялось посредством аэрофотосъемки либо выезда на местность эксперта. Эти способы в большинстве случаев сопряжены с значительными затратами, недостаточным качеством приобретаемой практической сложностью и информацией в повторных обследованиях. Исходя из этого становиться все более актуально привлечение дистанционно-управляемых летательных аппаратов (ДПЛА) либо беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для исполнения работ подобного рода.

Вопросы терминологии покинем для более глубокого осмысления, и потом будем осознавать под сокращением БПЛА и ДПЛА летательный аппарат без пилота на борту с наземным комплексов управления и целевой аппаратурой.

Благодаря формированию целевой аппаратуры и систем управления увеличивается надежность и удлиняется жизненный цикл ДПЛА. Появление специальных программных комплексов обработки данных с ДПЛА, каковые не требуют точных совокупностей определения текущих навигационных параметров центров приобретаемых высокоточного определения и снимков пространственного ориентирования плоскости объектива довольно интересуемой территории разрешило снизить требования к подготовке экспертов, обслуживающих ДПЛА. Все это приводит к растущей популярности для того чтобы источника данных дистанционного зондирования Почвы.

Иначе из-за отсутствия на борту лица принимающего ответ о безопасности совершения того либо иного маневра существует большая вероятность столкновения ДПЛА и пилотируемого летательного аппарата, вследствие этого в зоне проведения полетов ДПЛА накладываются соответствующие ограничения на проведение полетов пилотируемых средств.

Ст. 52 Распоряжения Правительства РФ от 11 марта 2010 г. N 138 г. «Об утверждении Федеральных правил применения воздушного пространства РФ»: «… 52. Применение воздушного пространства дистанционоуправляемым самолетом в воздушном пространстве классов А, С и G осуществляется на основании замысла полета разрешения и воздушного судна на применение воздушного пространства.

Применение воздушного пространства дистанционоуправляемым самолетом осуществляется при помощи установления временного и местного режимов, и краткосрочных ограничений в интересах пользователей воздушного пространства, организующих полеты дистанционоуправляемым самолетом…». [1,2]

Порядок проведения полетов БПЛА выяснен в Приказе Министерства транспорта РФ от 16 января 2012 г. N 6 «Об утверждении Федеральных авиационных правил «Организация планирования применения воздушного пространства РФ». [3]

Не считая получения разрешения на применение воздушного пространства нужно взять следующие документы перед проведением полетов БПЛА.

  1. Лицензия на осуществление работ, которые связаны с применением сведений, составляющих национальную тайну.
  2. Разрешение Генштаба Армии РФ на проведение аэрофотосъемочных работ.
  3. Разрешение Штаба Армейского Округа на исполнение аэрофотосъемочных работ.
  4. Разрешение Федслужбы безопасности РФ.
  5. Разрешение Федслужбы безопасности пограничного управления (при полетах в приграничной территории).
  6. Разрешение Администрации населенного пункта (при полетах над населенным пунктом).

Для обработки взятых данных дистанционного зондирования Почвы посредством БПЛА нужно получение следующих лицензий:

  1. Лицензия на осуществление геодезической деятельности.
  2. Лицензия на осуществление картографической деятельности.

Нужен внушительный перечень документов для обработки видео и фото данных с БПЛА. Но, уровень качества приобретаемых данных и возможности ответа вышеописанных задач неспешно перевешивают трудоемкость получения разрешительных документов (рис. 1–3).

Классифицируют  БПЛА по типу конструкции: самолетная либо вертолетная схема; по надежности: одноразового либо многократного применения; по типу запуска: с наземным либо воздушным стартом; по типу посадки: «по самолетному», на парашюте либо «по вертолетному»; по массогабаритным чертям и т.д. самая адекватная классификация (на отечественный взор) по весу БПЛА и, следовательно, по целевому назначению, т.к. вес определяет возможности применения видов целевой аппаратуры.

Громаднейшей популярностью в виду собственной доступности и решаемым задачам владеют малые БПЛА, вес которых от 1 до 2,5 кг. Целевая аппаратура в таких БПЛА не превышает 0,6 кг, этого вполне достаточно для проведения съемки 15-25 кв. км с пространственным разрешением 4-10 см за 30-50 мин. полета.

Рис. 1. Пример снимка, взятого с БПЛА самолетного типа (пашня)

Рис. 2. Пример снимка, взятого с БПЛА самолетного типа (населенный пункт)

Рис. 3. Полученная мозаика снимков согласно данным с четырех пролетов БПЛА

Таковой громадный разброс площади съемки и времени полета определяется ветровой обстановкой в зоне полета. В большинстве случаев за один рабочий сутки оператор успевает совершить 4–6 запусков БПЛА, это около 60–150 кв. км данных с перекрытием 60%. Такая производительность достигается приобретением дополнительных аккумуляторная батарей и их сменой в месте проведения съемки.

При необходимости проведения съемки в различных спектральных каналах, к примеру RGB и CIR, проводится замена камеры силами оператора на месте проведения съемки.

Управление полетом БПЛА производится программным методом, т.е. перед запуском на борт загружается полетное задание и оператору остается лишь произвести пуск. Посадка таких БПЛА производится как правило по самолетному, т. к. прочности корпуса достаточно, что бы компенсировать кинетическую энергию полета. Кое-какие производители БПЛА аналогичного класса предпочитают посадку посредством парашюта.

Таковой метод посадки существенно надёжнее для БПЛА, но он не поддается контролю оператора и при сильного ветра приходится искать отнесенный БПЛА.

Управление посредством дистанционного пульта конкретно оператором предполагает долгое обучение и не гарантирует сохранности прибора, исходя из этого кое-какие производители отказываются от ручного управления в пользу удешевления предлагаемого БПЛА.

На данный момент существуют пара подходов к обработке данных, взятых съемочной аппаратурой, установленной на борту БПЛА. Условно их возможно поделить на строгие хорошие, базирующиеся на способах блочного уравнивания   с применением информации о внутреннем ориентировании снимка, опорной дисторсии информации и параметров объектива и «нестрогие».

Последние, в большинстве случаев, применяют полученный в следствии работы коррелятора массив измерений одноименных точек  в перекрывающихся областях снимков для вычисления параметров центральной проекции. Строгие  хорошие способы реализованы во всех фотограмметрических совокупностях, представленных на рынке и требуют достаточно важного уровня подготовки экспертов, завлекаемых для ортофотопланов цифровой информации и заданного масштаба о рельефе местности по данным с БПЛА.

  Тогда как «нестрогие» не требуют особой подготовки и реализованы по принципу «нажатия одной кнопки». В зависимости от типа решаемых задач в плане требований к качеству  выходного продукта либо оперативности его создания эксперты компании «Совзонд» используют разные подходы, обрисованные выше, а обычно применяют их совместно.

Так, задачи, требующие своевременного получения информации о состоянии объекта либо территории, среди них и видеоизображения; требующие проведения повторных измерений, а также в нехороших погодных условиях как с технической так и с юридической точки зрения, быть может, решать посредством БПЛА. Тип БПЛА, целевая аппаратура, и способы обработки взятых данных выбираются исходя из требований к качеству ответа поставленной задачи.

Перечень литературы:

  1. http://www.rg.ru/2010/04/13/vozdushnoe-prostr-dok.html
  2. http://www.rg.ru/2011/09/09/pravila-avia-dok.html
  3. http://www.rg.ru/2012/04/04/aviapravila-dok.html
  4. http://www.smartplanes.se/
  5. http://www.agisoft.ru/products
  6. http://sovzond.ru/

Семинар о беспилотных технологиях Геоскан, Санкт-Петербург, 2016


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: