•Тематические слои по «Техническому заданию» заказчика (гидросеть, ЛЭП, строения, дороги и т.д.).

•Векторизованные слои (гидросеть, ЛЭП, строения, дороги и т.д.).

•Ортофотоплан.

Лазерно-локационные и аэрофотосъемочные работы, выполняемые в ходе полевого обследования

11.2.1. Установка и наладка оборудования на борту летательного аппарата

Перед проведением полевых работ выполняется монтаж аэросъёмочного оборудования на борту самолёта или вертолёта, пример последнего приводится ниже на базе разработок ЗАО «ОПТЭН Лимитед».

производства компании Ashtech модели Z-12 (двухчастотный, 12-канальный);

- видеокамера производства компании Watek;

- бортовой компьютер производства компании Panasonic;

ав ац , хорошо отработана в ЗАО «ОПТЭН Лимитед» по проведе- н ю комплексного лазерного обследования. Сканирующая головка совместно с боксом цифрового фотоаппарата устанавливается над плановым люком тросовой подвески вертолета Ми-8. При этом применяется специальная алюминиевая рама, разработанная совместно организациями АО «Взлет» и ЗАО «ОПТЭН Лимитед».

Внутренняя установка сканирующей головки и бокса цифрового фотоаппарата имеет ряд неоспоримых преимуществ перед внешней подвеской. К ним следует отнести, во-первых, лучшую влаго- и пылезащищенность оптических прецизионных модулей. При внутренней

119

установке во время взлета и посадки отверстие люка закрывается заслонкой, что препятствует попаданию на оптику пыли, поднимаемой с ВПП потоком воздуха, идущим от главного ротора вертолета.

Во-вторых, внутренняя установка обеспечивает гораздо более плотную фиксацию сканирующей головки относительно корпуса вертолета, а значит, и относительно фазового центра антенны GPS, которая также закреплена на корпусе. Следует принять во внимание, что местоположение точек отражения лазерного импульса рассчитывается исходя из того предположения, что центр инерциальной системы координат (находящейся внутри сканирующей головки) неподвижен относительно фазового центра антенны GPS, поэтому внутренняя установка позволяет обеспечить большую точность измерения, чем

ботанную совместно ЗАО «ОПТЭН Лимитед» и AOИ«Взлет», раму в районе четвертого и пятого шпангоутов вертолета. Питание бортовой аппаратуры осуществлялось от одной точки вертолетной системы питания через специальное распределительное устройство, спроектированное в АО «Взлет». Исходя из требований безопасности, в кон-

внешняя.

Блок управления ALTM устанавливается на платформу, разра-

Согласнокорпусом вертолета.

Непосредственно на приборную панель перед левым пилотом устанавливается видеомонитор. Обычно монитор отображает видеоинформацию, приходящую от камеры, установленной в одном блоке со сканирующей головкой, и позволяет пилоту контролировать область сканирования, однако в данном случае на монитор пилота вы-

120

водится изображение полетных линий с навигационного компьютера и маркер, показывающий в реальном масштабе времени положение вертолета.

Для точных расчётов лазерно-локационных данных проводятся измерения положения фазового центра бортовой GPS-антенны в системе координат инерциальной системы сканера, т.е. определяется вектор «центр инерциальной системы – фазовый центр антенны

GPS».

Измеренные значения уточняются в процессе проведения калибровочной процедуры, представляющей собой серию небольших по длительности пролетов над некоторым специально выбранным калибровочным объектом. Сканирование объекта проводится в различных режимах по разным направлениям. Анализ расхождения лазерных данных, полученных в различных режимах, позволяет ввести корректирующие поправки в измеренные ранее выставочные пара-

11.2.2. Геодезическое обеспечение аэросъемочных работ

Для обеспечен я на лучшего качества спутниковых наблюде- н й провод тся план рование сеансов лазерно-локационной съемки. В результате определяются интервалы времени, в течение которых создаются условия для проведения спутниковых наблюдений (наибольшее количество видимых спутников, наилучшая геометрия созвездия спутников).

Прогнозирование GPS-обстановки осуществляется с применением программы Reliance Mission Planner. Основой планирования служат максимально свежие файлы альманахов, принятые GPSприемниками, а также сведения NANU. В качестве критериев благо-

121

приятной GPS-обстановки оцениваются количество видимых спутников и величины PDOP.

Следует учитывать, что GPS-данные траекторий подвергаются

позднее обработке по методике совместного уравнивания данных GPS с данными инерциальной системы. Поэтому во время проведения обследования требуется наличие не менее шести спутников с углом

Основу комплекса лазерного сканера составляютИлазерный дальномер, бортовой навигационно-геодезический спутниковый при-

возвышения более 15 над горизонтом. Угол в 15 выбран исходя из условий маскирования бортовой GPS антенны корпусом вертолета и

максимальных углов крена и тангажа, разрешенных техническими условиями на пилотирование при проведении лазерного обследования.

ёмник, сканирующая система и инерциальнаяДаэронавигационная система. Во время движения носителя лазерного сканера над картографируемой поверхностью лазерные дальномеры выполняют от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч измерений в секунду. Направление распространения импульсов лазерного излучения изменяется с помощью сканирующей системы (осциллирующего зеркала).

11.2.3. Производство измерений на борту летательного аппарата

картографировании залесенных участков земной поверхности проводится обнаружение истинного рельефа местности, что трудно достижимо при использовании классических методов картографирования.

ы лазерного локатора расположены в двух блоках – оптическом блоке и блоке управления и регистрации данных. В лазерном сканере используется твердотельный лазер с внешней диодной

122

накачкой, работающий на длине волны 1047 нм. Выбор такой рабочей длины волны можно считать оптимальным в силу ряда основных причин:

•электромагнитные колебания с указанной длиной волны рас-

пространяются в приземных слоях атмосферы с незначительным затуханием; И

•спектральный коэффициент отражения от поверхностей большинства обследуемых объектов близок к единице;

•приемники оптического излучения ближнего инфракрасного

диапазона имеют малый коэффициент шума, для нормальной работы приемника не требуется сложных и дорогостоящихДсистем охлаждения фотоэлемента до сверхнизких температур.

Оптическая система лазерного локатора состоит из системы

призм, зеркал и коллимирующего устройства. При проведении лабораторных измерений среднейАэнергии в импульсе лазерного излучения на выходе лазера и на выходе оптической системы было установлено, что потери в оптической системе не превышают 2%. Система составлена так, что диаграммы направленности приемника и передат-Все потокивысокостабильныйданных аннотируются по единому источнику времени.

Счен яосциллируюнеобход мого уровня точности этот эталонный источник синхрон з руется од н раз в секунду с атомными источниками эталон-

ной частоты, установленными на навигационных спутниках GPS. Благодаря тому, что информация, поступавшая на устройство записи со всех измерительных подсистем, аннотируется единым временем, в процессе обработки каждому измерению наклонной дальности от передатчика до подстилающей поверхности сопоставлялась информация о положении и ориентации лазерного сканера в пространстве. Используя эту информацию, вычисляют точные координаты отражения импульсов лазерного излучения от подстилающей поверхности.

123

На одной платформе с оптическим блоком лазерного сканера устанавливается цифровой фотоаппарат. Цифровые снимки высокого разрешения в процессе проведения аэросъёмочных работ записыва-

ются на жёсткий диск бортового компьютера. Специально разработанные программы и современные компьютеры обеспечивают исключительно высокую скорость записи данных каждого отдельного кадра на жесткий диск компьютера. Благодаря этим усовершенствованиям средний временной интервал между срабатываниями затвора у современных камер составляет 1,9–2,5 с, что позволяет обеспечить необходимое взаимное перекрытие крупномасштабных снимков в маршруте при значительной скорости полета.

блоком питания. Отметки времени во время срабатыванияИзатвора необходимы впоследствии для привязки цифровых фотоснимков.

Задача генерации TTL-импульса, поступающего на вход фотограмметрического датчика GPS-приемника после каждого срабатывания затвора фотоаппарата, возложена на специально спроектированный и изготовленный генератор синхроимпульсов, совмещенный с

4 класс. Для лазерных приборов 4 классаДпредусмотрена установка системы отключения лазера в случае, если расстояние от передатчика до места нахождения возможного стороннего наблюдателя меньше, чем минимально допустимое по езопасности.

В соответствии с российскими и международными нормами по лазерной безопасности названному выше лазерному сканеру присвоен

В лазерном сканере предусмотрены следующие устройства за-

Сминимально допустимая высота полета должна быть многократно увеличена. пециально разработанная программа в составе бортового программно-аппаратного комплекса обеспечивает отключение лазера в случае движения носителя со скоростью, меньшей, чем предельно допустимая.

124

В процессе проведения аэросъёмочных работ на борту вертолёта работают два оператора. Один управляет лазерным сканером ALTM-1210 и контролирует его работу, в то время как второй опера-

тор управляет аэронавигационной системой и контролирует параметры пилотирования. Для управления лазерным сканером ALTM-1210 используются промышленный компьютер производства Husky Computers Limited модели Husky FS/2 и установленное на него штатное программное обеспечение управления и операторского интерфейса OI. Для управления навигационной системой используется программное обеспечение Ozi Explorer, работающее на отдельном навигационном компьютере. Оператор навигационной системы контролирует правильность прохождения полетных линий, выбор соответствующего аэросъёмочным условиям масштаба изображения на экране пилота, отмечает в бортовом журнале успешно отснятые аэросъёмочные полосы.

11.2.4. Контроль отсутствия пропусков вИданных

В процессе выполнения аэросъёмочныхДработ в результате ошибок пилотирования носитель лазерного сканера может отклониться от заданного аэросъёмочного маршрута. Это приводит к появлению областей с недостаточной плотностью покрытия или с полностью отсут-

и требуемой плотности покрытия, точность

Сющиенеобходимоданные.

ствующими данными.

В комплекс воздушного базирования входит следующее оборудование: лазерный сканирующий дальномер, цифровой фотоаппарат, приёмник GPS, работающий в дифференциальном режиме, и инерциальная навигационная система. Специалисты «ОПТЭН Лтд» доказали, что при корректном выполнении съёмки с использованием лазерного сканера ALTM 1020 или ALTM 1210 фирмы Optech (Канада) в со-

125

ставе перечисленного выше комплекса, обеспечивается картографирование местности с точностью масштаба 1: 1000.

Значительный объем обрабатываемых лазерных данных и жест-

локац онной съёмки коп руются в компьютер. Также копируются данные бортового спутн кового приёмника и приемников базовых станц й. Про звод тся проверка комплектности и полноты данных, заполняется журнал учёта данных лазерно-локационной съёмки. В целях резервирования данных выполняется архивное копирование всех типов данных.

Первичная обработка исходных лазерно-локационных данных проводится с применением программного обеспечении лазерного сканера, например Realm v. 3.1. В результате первичной обработки отраженных импульсов лазерного излучения от подстилающей поверхности получаются массивы координат точек.

126