Выбор беспилотника для картографии и 3D моделей местности

Состав комплекса

  • БПЛА - самолетного или мультироторного типа в зависимости от площади съемки и веса полезной нагрузки.
  • Полезная нагрузка - аэроъемочная камера (беззеркальная, зеркальная или среднеформатная) в зависимости от необходимой точности и грузоподъемности беспилотника, синхронизированная с бортовым спутниковым приемником (ровер) для получения центров фотографирования.
  • Базовая станция - спутниковый приемник для получения данных с неподвижной тарелки с известными координатами
  • Транспортная база - необходима для доставки комплекса на место старта и проведения геодезического обоснования. Для координирования опознаков удобно исспользование мотоцикла или квадроцикла.
  • Материал для опознаков (в случае их раскладки) - хорошо подходят тканые мешки для строительного мусора или одноразовые тарелочки, прибитые к земле.
  • Средства связи
  • Прочее - для поиска и подготовки пунктов обязательно наличие лопаты и бензопилы, так как большинство из них находятся в заброшенном состоянии.
  • Програмное обеспечение для получения готового продукта.
  • Мощный компьютер для обработки.

Технология проведения работ

Как и все работы с применение беспилотников картографическая аэросъемка начинается с рекогнасцировки местности для определения мест взлета, исходных пунктов государственной геодезической сети (или подключения к передатчику поправок), проходимости района и других данных.

Для получения качественного ортофотоплана или фотосхены обязательно требуется наличие опорных точек с известными координатами на местности. Существует два варианта их получения: координирование характерных точек или установка опорных знаков. В первом случае предварительная геодезическое обеспечение требуется только для бортового GPS/GNSS приемника, а координаты точек измеряются после просмотра материалов АФС. Данный метод удобен для срочных заказов, но всегда есть риск затянуть сроки выполнения или просто не найти четких контуров для измерения на местности.

Способ раскладки опознаков гарантирует наличие точек привязки согласно руководствам по фотограмметрии, но требует их раскладки до полетов, чтобы они были хорошо видны на снимках. Координировать можно и после совершения залета, но важно чтобы они не сдвинулись с места. Теоретически можно обойтись и без привязки на местности, но требуется высокая точность центров фотографирования, на практике это не получается.

Фотограмметрическая обработка результатов АФС подразумевает наличие исходных данных достаточной точности:

  • Элементы внутреннего ориентирования (калибровка камеры, данные съемки, положение центра аэрофотоснимка отностительно фазового центра спутникового приемника)
  • Элементы внешнего ориетнирования (координаты центра снимка)

Точность координат каждого снимка достигается применением многосистемных (GPS, ГЛОНАСС) спутниковых приемнников геодезического класса с возможностью работы в движении и получения поправок с наземного приемника с известным положением в пространстве. Основными способами получения поправок является:

  • RTK -  получение поправок в реальном времени, либо по радиоканалу (большой вес и энергопотребление), либо по GSM (требуется покрытие сети), либо со стационарных предатчиков геоданных (их мало).
  • Постъобработка - внесение поправок в координаты бортового приемника с наземного с исспользованием программ (GrafNav, GrafNet) или сопоставление вручную по времени.

Следует помнить что поправки практически полностью бесполезны на расстоянии более 25 км. от базоваой станции (по опыту).

Базовая станция может быть установлена на ПГГС или в любом удобном месте с выносом точки не менее чем с 5 пунктов (по норам, на практике достаточно 3х). Данные обязательно должны писаться на базе и ровере одновремменно все время выполнения АФС для снижения влияния постоянных ошибок (атмосфера, количество спутников, качество приема), приемники предпочтительно одинаковые, чтобы исключить случайные ошибки.

Обработка данных производится специализированными программами (Photoscan, Pix4d, Photomod, ЦФС, Inpho и др). Следует помнить что при съемке больших объектов объем данных получается огромным (несколько десятков гигабайт) и для их обработки требуются хорошие вычислительные мощности.

Выбор аэросъмочного комплеска

При выборе нужно учесть следующие факторы:

  • Площадь съемки
  • Конфигурация картографируемых объектов
  • Необходимая точность результатов
  • Бютжет

Съемка больших площадей подразумевает длительное время полета, чтобы условия освещения не сильно отличались внутри региона.

Если предпологается картографирование или построение трехмерных моделей сданий и сооружений на небольшой площади имеет смысл задуматся о покупке мультикоптера.

Для получения высокоточных фотопланов, ЦММ или ЦМР с БПЛА самолетного типа требуется камера с центральным или цифровым затвором (Sony RX1, Hasselblad, Phase One) и приемник геодезического класса. Получить фотоплан соответствующий точности масштаба 1:500 с исспользованием камер со шторно-щелевым затвором пока никому не удалось. Это обусловлено непредсказуемым искажением изображения за время открытия затвора при движении самолета.

Сейчас на рынке представлены несколько сновынх типов БПЛА для картографии и геодезии:

  • Мультикоптеры - подходят для съемки рельефных объектов на небольших площадях. Время полета до 30 минут. Цена - около 500 000 руб., в случае падения - дорогой ремонт.
  • БПЛА с ДВС - большие (2-3 м.) самолеты, способные находится в воздухе до 18 часов и нести ПН до 10 кг. На такой аппарат можно установить среднеформатную камеру и спутниковый приемник геодезического класса. (Орлан-10, Птеро). Цена подобного дрона достигает нескольких миллионов рублей без учета ПН.
  • Пенопластовые летающие крылья размахом крыла около 1 м. - позволяют установить беззеркальную камеру. Координаты центров фотографирования получаются по GPS автопилотта. Держатся в воздухе около 40 минут. Запускаются с рук или катапульты. Просты в эксплуатации, ремонтопригодны "в поле". Стоят около 400-700 тыс. руб. в зависимости от производителя. (Горизонт Х5, Геоскан 101)
  • Пенопластовы летающие крылья размаход до 2,5 метров. - Способны нести беззеркальную камеру с центральным затвором и спутниковый приемник геодезического класса в виде OEM платы. Летают до 3х часов. Сочитают все приимущества пенопластовых моделей с длительным временем полета. Стоимость до 1 000 000 руб.

Если у Вас возникли какие-либо вопросы - звоните +7(812) 64-909-64 - посоветуем, подскажем, поможем!