11.5.Инструментальные средства лазерной локации

се съемки обеспечивается лишь регистрация всех видов данных с со-

ответствующими временными метками. Фактическая синхронизация

обеспечивается на этапе наземной обработки.

И

Д

А

Р с. 11.6.

схема компоновки бортового

аэросъемочного комплекса

Общая

из

определяющ х пространства, для которых определяется переход.

Напр мер, АGS

bGS для перехода из пространства G в простран-

ство сканера S .

только два них, а именно:

S ® G

g =

b

GS + AGS s ;

(11.1)

C ® S

s = bSC + ASC c .

(11.2)

СПокажем, что все другие уравнения перехода могут быть полу-

(11.3)

Таким образом,

GC = bGS +

AGS bSC ;

b

(11.4)

AGC =

AGS ASC ;

(11.5)

G ® S

GS +

GS−1

s = −

A

GS−1

b

A

g ;

(11.6)

−1

b

− A

b

(11.7)

GS =

GS GS ;

−1

A

A

(11.8)

SG =

GS .

Аналогично решается вопрос для уравнений перехода S ® C,

G ® C .

И

При выводе уравнения связи для топоцентрического и сканерно-

го пространств прежде всего изучим источники информации, опреде-

ляющие положение сканерного блока в пространстве ОNEA:

• Пространственные координатыДсканерного блока определя-

ются бортовым GPS-приемником, который непосредственно постав-

А

б

ляет координаты местоположения антенны. При этом следует отме-

тить: фактическое определение геоцентрических координат антенны

осуществляется д скретно с программируемой частотой, которая

обычно составляет 1–20 Гц.

•

Точное определен е координат антенны NA , EA ,

AA осу-

ществляется только в процессе наземной постобработки, а не в реаль-

ном

(если не спользуется режим RTK). В реальном времени

определяются только условные, вспомогательные координаты, необ-

ход мые для прав льной работы навигационного компьютера.

•

Угловая ориентация сканерного блока определяется с помо-

щьювремениIMU, входящего в состав навигационного компьютера. Относи-

тельно выдаваемых им данных имеют место следующие замечания:

С

методик

g =

С

b

GS + AGS s .

s представляет результат единич-

Предполагается,

что вектор

ного дальномерного

змерения, т.е. значение наклонной дальности и

направление зондирующего луча.

Наличие определенных

bGS

и

AGS

N X

NY

N Z

EX

EY

EZ

AX

AY

AZ

A

(11.9)

GS =

.

Представим схему интерпрета-

ции величин и знаков углов R, P, H

так, как это принято в авиационном

w

дистанционном

зондировании

(рис. 11.7).

Для

формального определения

углов введем несколько вспомога-

тельных объектов:

• Оs1 X1 – проекция вектора Оs

Рис. 11.7. К определению

X на горизонтальную плоскость ОNE.

знаков углов R, P, H

•

P

– вертикальная (парал-

И

лельная ОA) плоскость, проходящая через ОsX.

• W − плоскость, совпадающая с ОsXY.

Теперь перейдем к определению углов. Угол рыскания H есть

угол между векторами и Оs1 X1 . Значение этого угла принято опреде-

Д

лять в диапазоне от 0 до 2π . Значение этого угла возрастает, если век-

тор Оs1 X1 вращается по направлению часовой стрелки при взгляде со

стороны конца вектора ОA .

Угол тангажа P есть угол между вектором ОsX и его проекцией

Оs1

X1.

Предполагается,

что этот угол находится в диапазоне

А

,

−

2

2

. Изменен е P в

олее широком диапазоне лишено практи-

ческого смысла. Угол P сч тается положительным,

если точка X ле-

ж т выше

б

ОcNE (имеет положительное значение коорди-

наты A)

отр цательным в противном случае.

Углом крена R будем называть угол, образованный плоскостями

плоскости

,

P и W. R изменяется в диапазоне

−

2

2

. Изменение R в более ши-

коэффициентов матрицы AGS :

NX = cos(P)cos(H);

EX = cos(P)sin(H);

(11.10)

AX = sin(P).

NY = sin(R)sin(P)cos(H)-cos(R)sin(H);

EY = sin(R)sin(P)sin(H)+cos(R)cos(H);

(11.11)

AY = cos(P)sinR.

NZ = cos(R)sin(P)cos(H)+sin(R)sin(H);

EZ = cos(R)sin(P)sin(H)-sin(R)cos(H);

(11.12)

AZ = -cos(P)cos(R).

И

Д

Перейдем к определению вектора

bGS . Здесь необходимо сле-

дующее замечание. Начало СК сканера намеренно помещено в точку

тор имеет двойное значение:

• с его помощью можноАполностью записать уравнение связи

для сканерного

лока

, следовательно, корректно интерпретировать

результаты скан

рован

я в процессе постобработки;

• точное знан

вектора bSA является абсолютно необходимым

б

услов ем корректной работы навигационного компьютера по интегри-

рован ю GPS-

IMU-данных для получения навигационного решения.

С учетом изложенного выше можем записать

bGS = bGA – AGS bSA ,

(11.13)

где bGA – вектор в G , координаты которого определяются непосред-

ственно GPS-измерениями.

И

Полученное уравнение связи для топоцентриче-

ской СК и сканера позволяет формально описать все

главные метрологические процедуры, выполняемые

локатором. Представим описание операций дально-

Д

мерного измерения. Каждое такое измерение выпол-

няется по схеме, иллюстрированной рис. 11.8. Вектор

s соответствует зондирующему лучу, а его длина –

измеренному значению наклонной дальности. В про-

b

А

Рис. 11.8

цессе сканирования зондирующий вектор совершает

Дальномерное

колебательные движения в плоскости ОYZ . Текущее

измерение

положение

определяется параметром − фазой ска-

нирования, определяется углом наклона сканирую-

б

щего зеркала.

Главной целью каждого акта сканирования является

С учетом введенной системы о означений дальномерное изме-

При

рение можно выразить как

GA

N

A

P

С

GS

EP

s

A

.

(11.14)

P