Часы работы с 9:00 до 18:00

Консультации по телефону с 8:00 до 21:00

Новости компании "Сервис Гео"

Статьи по теме изысканий и аэрофотосъемки 

kakoi kopter vybtrat dlya aerofotos emki

Выбирая беспилотник для картографии, геодезии или нужд землепользования, необходимо учитывать его параметры и конструктивные особенности. Сегодня на рынке представлено очень большое количество различных моделей БПЛА, как отечественных, так и зарубежных производителей.


Классификация БПЛА

В данной материале рассмотрим:

  • беспилотники самолетного типа;
  • модели со свободным стартом, а также приземлением;
  • мультикоптеры и вертолеты.

Главными характеристиками для всех без исключения БПЛА являются их масса, размеры, а также форма. Эти основные характеристики, как правило, определяют способы старта аппаратов, их грузоподъемности, а также поведение беспилотника в небе.

Вес беспилотников

Беспилотник Aist-UAVОт критической взлетной массы БПЛА зависит, какой тип аппаратуры можно будет использовать для производства фотосъемки земной поверхности или лазерного сканирования. Если взлетная масса большая, целесообразно применять более точное оборудование (с большим разрешением матрицы) для производства съемки или оборудовать лазерным сканером. Также стоит отметить, что тяжелый БПЛА, как правило, более стабилен в воздухе, и, соответственно, получается более качественная геометрия снимков. Однако, как правило, аппарат выбирается исходя из бюджета и наличия специалистов, которые могут управлять тем или иным аппаратом.

Формы и размеры беспилотников

Беспилотник Gale-UAV

Самолетный тип беспилотников представлен двумя видами: фюзеляжный и летающее крыло. От размеров крыла напрямую зависят аэродинамические показатели.

  • Благодаря тому, что фюзеляжные аппараты зачастую имеют больший вес, они могут нести дополнительную полезную нагрузку и, как правило, более стабильны в воздухе (соответственно улучшаются условия для производства аэрофотосъемки и не дают "смазов" на снимаках даже при низком ISO). В тоже время конструкция таких беспилотных аппаратов сложна, что сказывается на стоимости ремонта и ужесточении инструкций по обслуживанию и эксплуатации. Фюзеляжные БПЛА запускаются с катапульты.
  • БПЛА типа летающее крыло отличаются простой конструкцией. К недостаткам можно отнести малую полезную нагрузку и размеры. Это не позволяет аппарату поднимать тот вес, который доступен для БПЛА фюзеляжного типа. Однако, их можно запустить в небо без системы катапультирования, а цена "болванки" позволит всегда иметь в запасе еще один самолет.

Многовинтовые БПЛА (мультикоптеры)

Многовинтовой БПЛА CAMERA-GIMBAL-PIC4Мультироторы (мультикоптеры), в свою очередь, различаются по многим характеристикам. Среди них немаловажный показатель – это число винтов. Существует мнение, что аппараты с 8-ю винтами более стабильны в воздухе, чем 4- и 6-винтовые. Алгоритмы полетов позволили добиться того, что практически все коптеры ведут себя стабильно даже в случае нарушения работы одного из винтов. Опыт показывает, что базовый Phantom применим даже в сфере геодезии.

Моторы в БПЛА

Львиная доля беспилотников оснащены электрическими двигателями. От параметров двигателя главным образом зависит максимальное время и расстояние полёта. Небольшие беспилотные аппараты, как правило, могут находиться в полёте до 1 часа. Более крупные модели до четырех часов и преодолевать расстояние в несколько сот километров.

Также существуют модели беспилотников с бензиновыми двигателями. Такие аппараты, как правило, довольно тяжелые. Время полёта может составлять десять часов. Причем беспилотник может преодолеть расстояние до 1 тыс. км. В качестве топлива используют бензиновую смесь (марки 92 и 95) с добавлением синтетического масла для двухтактных моторов. Бензиновые БПЛА расходуют порядка 500 мл бензина в час (режим горизонтального полёта). В среднем объем бака такого аппарата равен пяти литрам. Такие БПЛА целесообразно использовать для производства аэрофотосъемки больших по площади территорий.

Высота съемки и качество снимков

Высота съемки и качество снимков с беспилотниковОт высоты полета беспилотника зависит размер пикселя изображений, а также количество снимков. В странах ЕС существуют жесткие ограничения по поводу полетов в воздушном пространстве на высотах до 0,1 – 0,15 км. В тоже время отечественное законодательство не предусматривает ограничений на число полетных заданий. Имея снимок с разрешением 3-4 см/пиксель, можно путем дешифрирования получить топоплан М 1:2000, а в некоторых случаях, если местность открытая и не слишком контурная, и 1:500.

Скорость беспилотных аппаратов

От скорости БПЛА зависит возможность их применения в ветреные дни, и, непосредственно, производительность работ по съемке земной поверхности.

  • Компактные беспилотные самолеты (летающее крыло) имеют крейсерскую скорость 50 – 70 км/ч.
  • Более крупные модели БПЛА – 100 км/ч.
  • При скорости ветра 10 м/c и более использование беспилотников ограничено. Ветер в влияет на качество полученных изображений и перекрытия снимков, увеличивая смазы. Также стоит отметить, что спрогнозировать порывы ветра на высоте довольно сложно.

Способы взлета и посадки БПЛА самолета

Одним из немаловажных параметров БПЛА является способ их взлета и приземления.

  • Главными способами старта являются взлет с помощью специальной катапульты, а также запуск аппарата с рук.
  • Для посадки применяется парашютный способ, либо посадку на корпус.

Современные летательные аппараты работают в автоматическом режиме. Осуществление ручного управления используется при взлете или, хотя сейчас все более применяется полуавтоматические режимы.

В БПЛА есть автопилот. По сути, это мозговой цент беспилотного летательного аппарата. Ранее использовались простые автопилоты, которые главным образом применялись для любительских целей, не удовлетворяя задачам аэрофотосъемки – количество точек было крайне мало. Сегодня всё больше компаний-производителей БПЛА занялись созданием собственных автопилотов, которые полностью удовлетворяют требованиям фотограмметрии.

Фотокамеры беспилотников

Sony-A7R-vs-rx1-vs-leica-m-vs-nikon-d800Большинство самолетов или коптеров – это небольшие аппараты с низкой грузоподъемностью. Исходя из этого фактора, в роли приборов для аэрофотосъемки, чаще всего, применяют небольшие фотокамеры, но с большими возможностями.

  • Современные компактные камеры могут иметь разрешение матрицы от 24 мпикс, а также размер матрицы в 35 мм, что удовлетворяет потребностям аэрофотосъемки.
  • На крупные БПЛА монтируется более серьезное оборудование (фулфрейм-фотокамеры зеркального типа от производителей Canon и Nikon).
  • То, как работают затворы, камеры тоже очень важно. Центральный или электронный затвор на камерах позволяет успешно применять их для целей аэрофотосъемки.

Существуют также фотокамеры, которые созданы специально для использования на беспилотниках. Такое профессиональное оборудование стоит не дешево (30–50 тыс.евро). Несомненно, такая камера обеспечивает снимки очень высокого качества. От производительности фотокамеры и её матрицы также зависит число снимков и затраты времени на обработку полученных результатов аэрофотосъемки.

Оборудование для спутниковой навигации

Основными приборами для навигации в беспилотниках, чаще всего, выступают недорогие одночастотные приборы GPS/IMU. Это же оборудование применяется для внешней ориентации фотоснимков. В настоящее время, все больше производителей традиционных геодезических приборов, таких как Javad, Trimble, Novotel, добавляют в линейку GPS/ГЛОНАСС плат компактные и максимально облегченные вариации для воздушного применения. Произведенные измерения с борта уравниваются с данными основных GNSS базовых станций. На большинстве беспилотников устанавливают инерциальные системы INS, которые делают возможным ориентирование аэрофотосъемки с нужной точностью.

Обмен данными

Связь с беспилотниками осуществляется через радиоволны. Частоты находятся в диапазоне от 0,443 до 2,4 ГГц. Связь с БПЛА нужна для контроля точности выполнения плана работ, и возможной корректировки аппарата во время полёта. Также возможна передача полученных изображений и картинки с навигационной камеры через радиоканалы на дальних расстояниях.

Условия для работы

Большинство беспилотников могут работать в довольно широком температурном диапазоне (от -15 до +50 градусов по Цельсию). Что позволяет использовать аппараты в различных широтах земного шара. Кроме температуры, важна скорость ветра. Большинство беспилотных летательных аппаратов могут нормально работать, при скорости ветра от 0 до 15 м/с.

Дополнительный "обвес"

camera-flirК оборудованию, которое может устанавливаться на беспилотник, относятся не только фотокамеры. Также могут устанавливаться такие приборы, как лазерный сканер, видеокамера и тепловизор, инфракрасная камера. Такое оборудование позволяет успешно решать многие задачи, при исследовании и технической диагностики различных наземных объектов, сельском хозяйстве, мониторинге за трубопроводами.

Сертификация беспилотников в РФ

В настоящее время вопрос сертификации беспилотных аппаратов для целей геодезии и картографии не решён. По инструкциям обслуживание крупных БПЛА должны осуществлять минимум два специалиста (оператор и техник). Небольшие беспилотники могут обслуживаться одним специалистом. На текущий момент, сертификацию проходят сами компании-разработчики. Стоит отметить, что изготовители БПЛА не рекомендуют применять аппараты (без сертификата) для решения инженерных задач в сфере геодезии и картографии.

Для решения задач землеустройства, геодезии и картографии необходимы беспилотные аппараты с параметрами, которые позволяют устанавливать на них специализированные приборы GPS/INS, а также камеры (имеющие крупную матрицу и центральный затвор). Также немаловажно, чтобы алгоритмы автопилота соответствовали съемке с жестко установленными параметрами.

При мониторинге земель сельскохозяйственного назначения, а также водных и лесных массивов, можно использовать БПЛА меньших размеров, а также устанавливать непрофессиональные камеры. В этом случае возникает вопрос производительности, так как такие территории, как правило, довольно велики по площади. В данном случае также очень важно, чтобы БПЛА были максимально устойчивы к различным погодным условиям и подходили в балансе время полета/скорость/дальность.

Маркшейдеры на горных предприятиях все чаще задействуют в каждодневной работе воздушнею съемку. БПЛА идеально подходят для этих условий, так как не встречается практически никаких помех в виде дереьвев или зданий, которые ограничивают применение летающих аппаратов. Еще одним преимуществом является и то, что воздушное пространство над карьерами обычно регулируется в том числе и самим пользователем недр, поэтому проблем с согласванием полетов возникнуть не должно.

Материал основан на статье

Консультация