Применение беспилотника для топографической съёмки

gatewing X100В настоящее время при проведении инженерно-геодезических изысканий обычно используется труд инженера-геодезиста, работающего «в поле». Его задача известна, результат — создание топографического плана заданного масштаба и точности. Но так же известны и сложности, которые встают на пути получения качественных данных за приемлемое время. Такими сложностями могут быть как труднодоступность (а иногда и полная недоступность какой-то части) объекта изысканий, почти линейная зависимость времени на выполнение изысканий от объёма работ (площади), особенности рельефа, наличие водных препятствий, и многие другие.

Часто так же встречается непонимание со стороны заказчика объекта, которому всегда необходимо получить материалы изысканий в как можно более короткие сроки, что вполне объяснимо.

Одна из технологий, позволяющих частично решить некоторые из описанных выше проблем топографии, — аэрофотосъёмка, которая на сегодняшний момент активно развивается благодаря появлению лёгких недорогих летательных аппаратов (и что немаловажно, — беспилотных), позволяет обойти многие описанные сложности и выдать предварительный результат уже чуть ли не на следующий день, а окончательный — через какое-то время, которое будет на несколько порядков меньше времени, которое было бы потрачено на выполнение геодезических изысканий «обычным» способом.

Эта технология на самом деле давно и хорошо изучена, её использование началось практически сразу, как только появились первые летательные аппараты. Заключается она в съёмке участка местности с воздуха, а детали её заключаются лишь в применении различных методов, технологий и программных стредств.

Один из хороших примеров такой технологии в действии — беспилотник Бельгии «GateWing X100» с электрическим двигателем с питанием литий-полимерным аккумулятором и 10-мегапиксельной камерой. БПЛА Gatewing предназначен для картографической и геодезической съёмки участка местности, создания качественных ортофотопланов и цифровой модели местности.

Технические характеристики БПЛА «Gatewing X100»:

  • длина корпуса БПЛА – 0,6 м;
  • размах крыльев БПЛА – 1,0 м;
  • высота корпуса БПЛА – 0,1 м;
  • взлетная масса – 2 кг;
  • потребляемая мощность – 250 Вт;
  • напряжение батареи – 11,1 В;
  • емкость батареи– 8000 мА/ч;
  • время подготовки к работе – 15 мин.;
  • крейсерская скорость – 75 км/ч;
  • высота полета – 100…750 м.;
  • радиус радиоканала – 20 км.;
  • время полета – 45 мин.

Для связи используется многоканальная 2-частотная аппаратура радиосвязи, — на частоте 2,4ГГц — работает на удалении до 5км, и на частоте 900МГц — до 20 км. По заявлению разработчиков, БПЛА выдерживает порывы ветра до 18м/с

Получение материалов съёмки, используя БПЛА Gatewing X100 состоит из двух этапов работ, — полевых и камеральных:

— в полевых условиях происходит подготовка и запуск беспилотника, фотосъёмка участка местности с перекрытием кадров (процент перекрытия задаётся в параметрах полёта). И посадка — наиболее сложный этап. Все эти процессы полностью программируются заранее и в дальнейшем происходят автономно, практически без участия оператора, но в любой момент у оператора  есть возможность вмешаться в работу БПЛА, чтобы например экстренно посадить его.

— В камеральных условиях все сделанные фотографии объединяются с помощью специального программного обеспечения, на выходе получается орфотоплан местности высокого разрешения или цифровая модель поверхности с привязкой в выбранной системе координат. Заявленная контурная точность 3D-модели составляет порядка 0,05м в плоскости и 0,1 см. по высоте.

Заявленные преимущества беспилотника Getewing X100:

  • малый вес, БПЛА с размахом крыльев в 1 м. — легко транспортируется и запускается практически в любом месте;
  • не требует наличия аэродромов и взлетно-посадочных полос (ВПП);
  • подходит для составления детальных цифровых карт и планов местности, площадью до 20 кв.км.;
  • выполняет полностью автономный полет по запрограммированному маршруту;
  • имеется возможность использования в плохих метеоусловиях, которые не считаются оптимальными для выполнения объемной фотограмметрии (ветер, дождь, низкая облачность).

Однако на практике были выявлены следующие недостатки использования беспилотника, от которых производитель скромно умалчивает:

  • нестабильный запуск, — в некоторых случаях запустить не удаётся, и приходится снова выполнять подготовку полёта, заменять или заряжать аккумуляторы, так как при запуске БПЛА расходуется больше энергии аккумуляторов, чем при полёте, для запуска требуются почти идеальные условия, — отсутствие ветра или слабый ветер, «правильная» натяжка пускового механизма, отсутствие высоких преград на расстоянии до 300м;
  • иногда беспилотник «не долетает» до места посадки от 100 до 300 метров. С чем это связано, — пока точно неизвестно. Возможно — сырость программного обеспечения, точность бортовых приборов или чувствительность к изменению метеоусловий;
  • несмотря на заявленную возможность выполнения съёмки в «плохих» метеоусловиях, — на практике полученный материал использовать невозможно и необходимо выполнять повторные полёты;
  • неизвестно что с точностью выходных данных, — насколько пригодны материалы съёмки для реального проектирования и возможно ли их использование с минимальной корректурой «в поле».

Видео с сайта:

Видео по реальному запуску, «в поле»

Поделиться:
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Мой Мир
  • Facebook
  • Twitter
  • LiveJournal
  • MySpace
  • В закладки Google
  • Яндекс.Закладки
  • БобрДобр
  • Блог Я.ру
  • Одноклассники

Об авторе evgenich

Инженер путей сообщений, окончил Сибирскую Государственную Автомобильно-дорожную Академию (СибАДИ)

Запись опубликована в рубрике Аэрофотосъёмка, технологии с метками , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

14 комментариев на «Применение беспилотника для топографической съёмки»

  1. Дмитрий говорит:

    Идея беспилотника весьма заманчива, но пока они не достигли тех реальных возможностей повыполнения аэрофотосъемки, как преподносится с первого взгляда. Хороший беспилотник стоит от 2 млн. руб., где действительно продолжительное время полета, есть системы стабилизации. В данном случае модель легкая пенопластовая, а о компенсации кренов и тангажа, да и ветрового сноса речи нет. В связи с этим проводить какие-то измерения, а тем более геодезические или топографические не представляется возможным, т.к. выявляются огромные ошибки. Кроме того — проблемой летающих крыльев являются постоянные колебания по тангажу, это проблемой не страдают классические самолетные схемы.

    • Сергей говорит:

      Дмитрий, вы глубоко заблуждаетесь в не возможности применения беспилотников для аэрофотосъемки. Все проблемы или надуманы вами или их вообще не существует. И тому прекрасным доказательством служит тот факт, что геодезические компании применяют БПЛА в своей работе для составления топопланов. И даже в России. Результаты отличные! Если есть желание ознакомиться с результатами, то обращайтесь. Покажем, расскажем.

  2. Сергей говорит:

    Раздел на нашем сайте посвященный БПЛА и его применению:geosalut.ru/bpla

  3. Дмитрий говорит:

    Хороший метод проведения топографических съемок. Так или иначе общая картина представляется более объемной и информативной, нежели та картинка, которую мы получим будь у нас стандартная топография. Насчет тангажа и крена беспилотников, это немного неразумно, ведь не думаете Вы, что специализированное ПО не учитывает погрешности в измерениях при использовании БПЛА?

    • ingénieur говорит:

      Конечно же! А главное — более объёмная, детальная и актуальная. Ведь закажи, к примеру съёмку М1:2000 «классическим» методом, сколько ждать придётся результата аналогичного по объёму работы, месяц-другой в лучшем случае, при задействовании нескольких бригад, а тут — одной бригадой, за один день — поле, да ещё и с солидным запасом. Конечно, сильно возрастают требования в таком случае к квалификации и количественному составу камеральной группы, что не любая организация может себе позволить.
      А погрешности измерений какого рода здесь должно/может учитывать ПО? Как я понимаю, задача ПО здесь — «растянуть, склеить» общую картинку из кучи малосвязанных отдельных кадров и трансформировать по точкам с известными координатами. Сложность как обычно, на мой взгляд — это в определении отметок, ведь тут — только одна камера…

  4. Сергей говорит:

    Берите и применяйте эту технологию.

  5. Дмитрий говорит:

    Если всё так просто с пенопластовыми беспилотниками, то почему фотоаппарат, установленый на нем всего навсего обычная мыльница за 10 тыс. руб., а нормальный аэросъемочный комплекс стоит 30-50 млн. руб.?
    Сергей, вы почитайте снипы, стандарты аэросъемки и ваши характеристики БПЛА разом рухнут, т.к. не выдержат никаких требований!

  6. Сергей говорит:

    Технологии меняются и совершенствуются. Надеюсь, что вы с этим согласитесь.
    Когда мы впервые привезли геодезический GPS приемник и показали его геодезистам — они нас на смех подняли со словами что всё это фигня полная и невозможно так работать от каких то там спутников. Сейчас уже любой желающий может за пару дней научиться работать с приемником и называть себя геодезистом…
    А Синипы и Госты — в нашей стране, к сожалению, отстают от технологий лет на 5 минимум. Скоро будут и снипы и госты под БПЛА конкретно.
    Но исейчас уже десятки компаний работают на бпла, применяют результаты и получают результаты. Кстати, я так понимаю, что вы Дмитрий, тоже работаете с бпла. Ничего не получается?

  7. Дмитрий говорит:

    С БПЛА работаем, но в большей степени при панорамной съемке или когда особая точность не нужна. Предпочтение отдаем малой и большой авиации

  8. Сергей говорит:

    Дмитрий, а что у вас за БПЛА самолёт?

  9. Максим говорит:

    В своей работе мы применяем БПЛА Supercam-350
    Среди заказчиков уважаемые проектные институты, БТИ и геодезические компании. И с уверенностью могу сказать, что для наших объемов такого БПЛА хватает «за глаза». А для точности мы используем опознаки и наземные референс станции. Цена БПЛА Supercam около 1,5 млн руб, но при этом он ничуть не хуже ДЛЯ СВОИХ ЗАДАЧ (именно для своего класса применения) чем дико дорогие аэросъемочные системы на базе пилотируемых самолетов. Но если надо будет отснять площадь 500 на 400 км, то тогда конечно нужен большой самолет и камера за 3 млн долларов. Для более мелких проектов или линейных объектов достаточно БПЛА — это их ниша. К слову, был заказ где мы всего за 1 день двумя бортами Supercam сняли 25 на 14 км.

  10. Денис говорит:

    И как же ваши заказчики проходят гос.экспертизу с вашими отчетами, раз не отвечает СНиПам и ГОСТам? Что вы пишете в отчетах?

  11. Tanya говорит:

    На данный момент отсутствуют нормативные документы, по которым можно выполнять топографическую съемку любого масштаба с применением БПЛА.
    Кроме того. Если вы будете официально использовать БПЛА для выполнения аэрофотосъемки, необходимо как и в традиционной АФС получать директиву ГШ, согласование с военным округом и органами ФСБ. Обязательно с Управлением воздушным движением (УВД).
    Кроме того БПЛА должен быть зарегистрирован.
    И еще оператор, управляющий БПЛА должен иметь Удостоверение на управление.
    Выполнить законным путем АФС гораздо тяжелее, чем нанять АН-2 и отлетать традиционным способом.
    Так что «дешевизна» БПЛА — относительна. Втихаря — да. Но если поймают — мало не покажется.

    • Сергей говорит:

      Татьяна, не нагнетайте)))
      Если вы не в курсе нормативных документов, то это не значит что их нет.
      Да, согласования необходимы, но это не так сложно.
      Про регистрацию БПЛА — да есть такой закон, но подзаконных актов пока нет и поэтому сама регистрация отложена до апреля 2018 года. Сейчас появились некие структуры, которые проводят регистрацию, но их легитимность поставлю под сомнение.
      Про Удостоверения — та же история — вроде и надо, но кто их должен выдавать пока не понятно. Но при желании всегда можно получить, кому надо, обращайтесь.

      Выполнять АФС на бпла сейчас возможно и даже выгодно! И кадастровым инженерам и геодезистам и изыскателям!
      Конечно надо смотреть на объемы работ и сроки их выполнения — может стоит использовать только БПЛА, может сочетать бпла и самолёт, может только самолёт. Кому нужна консультация — обращайтесь!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.