1.2.3.2 Geoscan 401

Основные характеристики Geoscan 401 приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 – Основные характеристики Geoscan 401.

Продолжительность полета, мин	до 30
Скорость горизонтальная/вертикальная, км/ч, м/с	до 50/до 5
Дальность полета, км	до 25
Взлетная масса, кг	3
Высота полета, м	до 2000
Размеры площадки для запуска/посадки, м	5х5
Время подготовки к запуску, мин	5
Диапазон температур, °C	–20... +40
Макс. скорость ветра, м/с	10
Площадь съемки за 1 полет (с разрешением 2 см/пикс), га	50

Комплект поставки:

• БПЛА с фотокамерой Sony NEX 5 (опционально – Sony NEX–7 или Sony RX–1) и навигационным GPS-модулем;

• ноутбук с установленным ПО GeoScan Planner, AgisoftPhotoScan Pro и ГИС Спутник;

• модем для связи с БПЛА.

Возможности:

• автоматическое построение полетного задания на облет объектов сложной формы;

• автоматический полет и съемка объекта;

• запись координат центров фотографирования.

Беспилотный комплекс GeoScan 401 (рис.1.5) особенно эффективен для получения высоко детальных фотоснимков относительно небольших объектов – котлованов, карьеров, башенных сооружений, объектов культурного наследия.

Рисунок 1.5 – Беспилотный комплекс GeoScan 401

Полетные возможности GeoScan 401 позволяют осуществлять круговую фотосъемку архитектурных комплексов, объектов культурного наследия с разных высот, в том числе и в условиях плотной городской застройки. По материалам съемки затем строится фотореалистичная 3D модель местности, по которой можно производить измерения, оценивать состояние объектов, объем реставрационных работ. Геопривязанные 3D-модели могут служить основой для создания виртуальных туров.

Летательный аппарат может быть оснащен видеокамерой высокого разрешения, ИК-камерой, а также комплектом для передачи видеосигнала. Такая комплектация позволяет производить дистанционное визуальное обследование объектов, выявлять структурные изменения, коррозию, повреждения соединительных кабелей. Также комплекс используется для дистанционного наблюдения в зонах чрезвычайных ситуаций.

1.2.3.3 Беспилотный аэрофотосъемочный комплекс GeoScan 101

Комплекс GeoScan 101 (рис.1.6) предназначен для ведения аэрофотосъёмки в автоматическом режиме по предварительно заданной программе. Технические характеристики GeoScan101 приведены в таблице 1.7 [8].

Рисунок 1.6 – БПЛА GeoScan 101

Таблица 1.7 – Характеристики GeoScan101

ЛЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Продолжительность полета	до 1 часа
Радиус действия	25 км
Минимальная / минимальная скорость	54–108 км/ч
Рабочая (крейсерская) скорость	60 км/ч
Высота полета	100–3000 м
Рабочая высота полета	120–200 м
Площадь участка съемки за 1 полёт при разрешении 4 см/пикс	3–4 км2

Продолжение таблицы 1.7 – Характеристики GeoScan101

ВЕСОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Взлетная масса / Масса БПЛА, снаряженного фотоаппаратом и аккумуляторной батареей	2,3 кг
Масса полезной нагрузки (аэрофотосъемочная аппаратура)	до 0,5 кг
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Размах крыльев	138 см
Тип двигателя	Электрический
Взлетный вес	2 кг
ЗАПУСК / ПОСАДКА
Время подготовки к старту	10 минут
Запуск	С катапульты (площадка 50х50м)
Посадка	Парашют
ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИИ
Диапазон рабочих температур	–20 ... +40°C
Максимальная скорость ветра у земли	10 м/с

Основными частями беспилотного аэрофотосъемочного комплекса являются: корпус, двигатель, бортовая система управления (автопилот), наземная система управления (НСУ) Geoscan Planner 2.1 и аэрофотосъемочное оборудование.

Корпус GeoScan101 изготовлен из легкого пластика кевлара, материала, способного выдержать самую жесткую эксплуатацию, тем самым защитив фотоаппаратуру и средства управления и навигации. Крылья сделаны из легкого и прочного Elapor, за счет эластичности материала они не повреждаются при посадке на неподготовленные площадки.

Все бортовые системы GeoScan101 сведены в одной плате автопилота, а именно, 12 датчиков: З осевых акселерометра, 3 осевых гироскопа, 3 осевых магнитометра, барометр, датчик воздушной скорости. Размер автопилота 50х53 мм, вес 28 г (рис.1.7). Мощный процессор на ядре Cortex M3 500 раз в секунду обрабатывает данные с 16 сенсоров, обеспечивая стабильный полет для фотографий очень хорошего качества.

Рисунок 1.7 – Плата автопилота БПЛА GeoScan101

В БПЛА имеется радиомодем, необходимый для загрузки полетного задания, передачи в наземную систему управления телеметрических данных о полете и текущем местоположении на участке работ.

Программа Geoscan Planner 2.1 представляет собой специально разработанный инструмент для подготовки и осуществления полетов с использованием беспилотного комплекса «Геоскан».

Программа предназначена для расчета прогнозной трассы полета БПЛА, отображения местоположения БПЛА в процессе полета и оценки качества выполнения аэрофотосъемки.

Программа управления полетом БПЛА позволяет реализовать выполнение следующих функций:

1) нанесение района проведения работ на пользовательскую карту;

2) расчет маршрутов полета БПЛА по исходным данным:

• расчет высоты полета БПЛА по масштабу создаваемого цифрового топографического плана и высоте сечения рельефа местности;

• по параметрам цифровой камеры, величине продольного и поперечного перекрытия аэрофотоснимков, максимальной и минимальной высоте рельефа в районе съемки, скорости и направление ветра – расчет времени выполнения полета, количества снимков на район съемки, скорость движения БПЛА, интервалы съемки;

3) в случае, если для покрытия всего района съемки необходимо производить несколько полетов, а также, если старт и посадку БПЛА необходимо выполнять с разных стартовых позиций, – осуществить разбивку района съемки на отдельные участки.

Для оценки качества выполненных аэрофотосъемочных работ производится накидной монтаж полученных цифровых аэрофотоснимков с использованием программы аэрофотосъемочных расчетов. При создании накидного монтажа каждый аэрофотоснимок отображается на цифровой карте. Расположение аэрофотоснимков на карте и их масштаб определяются координатами центральной точки аэрофотоснимка, углом азимута и высотой, полученными в момент фотографирования по данным бортового GPS-приемника.

Помимо обеспечения полета и обеспечения навигации, задачей автопилота так же является управление фотоаппаратом, это необходимо для получения снимков с заданным межкадровым интервалом (как только БПЛА пролетит нужное расстояние от предыдущего центра фотографирования). Если заранее рассчитанный межкадровый интервал не выдерживается стабильно, необходимо настраивать время срабатывания затвора с таким расчетом, чтобы даже при попутном ветре продольное перекрытие было достаточным.

Автопилот должен регистрировать координаты центров фотографирования геодезического спутникового приемника ГЛОНАСС/GPS, чтобы программа автоматической обработки снимков смогла построить модель быстро и привязать ее к местности. Требуемая точность определения координат центров фотографирования зависит от технического задания к выполнению аэрофотосъемочных работ [9].

Применение двухчастотной ГЛОНАСС/GPS спутниковой геодезической системы для определения координат центров снимков позволяет в процессе постобработки получить координаты центров фотографирования с точностью лучше 5 сантиметров. При этом следует учитывать взаимное расположение матрицы фотоаппарата и антенны геодезического приемника (рис.1.8) [10].

Рисунок 1.8 – Взаимное расположение матрицы фотоаппарата и антенны геодезического приемника

Аэрофотосъемочная аппаратура, установленная на GeoScan101 (рис.1.9) , позволяет получать снимки с разрешением 2 сантиметра местности на один пиксель.

Рисунок 1.9 – Фотоаппарат, встроенный в корпус GeoScan101

В таблице 1.8 приведены технические характеристики аэрофотосъемочной аппаратуры, которая может использоваться в комплексе GeoScan101 [11, 12].

Таблица 1.8 – Технические характеристики аэрофотосъемочной аппаратуры, которая может использоваться в комплексе GeoScan101

Технические характеристики	Аэрофотосъемочная аппаратура
	Sony NEX-5	Sony NEX–7	Sony RX1
Матрица	APS-C (23,5 x 15,6 мм)	APS-C (23,5 x 15,6 мм)	Exmor, полнокадровая (35,8 x 23,9 мм)
Эффективное разрешение	16,1 Мпикс	24,3 Мпикс	24,3 Мпикс
Размер снимка	4592x3056, 3344x2224, 2288x1520	до 6000 X 4000	до 6000 X 4000

Продолжение таблицы 1.8 – Технические характеристики аэрофотосъемочной аппаратуры, которая может использоваться в комплексе GeoScan101

Технические характеристики	Аэрофотосъемочная аппаратура
	Sony NEX-5	Sony NEX–7	Sony RX1
Объектив	съемный	съемный	встроенный Carl Zeiss Vario Sonnar T
Цена в России	от 22 900 рублей (только аппарат без объектива)	45–47000 рублей	119 999 рублей