Метод аэрогеодезических работ на основе лазерной локации и цифровой аэрофотосъёмки.

Одним из современных методов сбора и обработки данных о местоположении объектов и рельефе местности, а также их качественных и количественных характеристиках, является метод на основе лазерной локации и цифровой аэрофотосъёмки.

В основе технологии лежит выполнение синхронного маршрутного лазерно-локационного сканирования местности и цифровой аэрофотосъемки в составе, например, следующего комплекта оборудования:

·, а частота сканирования может меняться от 0 до 28 Гц. На основании данных этой подсистемы можно вычислить расстояние между излучателем и объектом отражения, а также угол в плоскости сканирования, куда был направлен луч в момент излучения.°20±Лазерного сканера ALTM-1210 с разверткой лазерного луча в одной плоскости и частой выполнения измерений 5 Кгц. Угол сканирования может быть задан в диапазоне

· Инерциальная система, датчики которой установлены в одном блоке с лазерным сканером. На основании данных этой подсистемы можно вычислить параметры ориентации летательного аппарата (датчиков инерциальной системы, лазерного сканера и фотоаппарата) относительно определенной системы координат.

· GPS-приемник. На основе данных которого, осуществляется синхронизация времени работы всех подсистем, а также вводится единая система координат и рассчитывается траектория полета летательного аппарата.

Для выполнения съемки создаются базовые GPS-станции, данные которых используются для вычисления дифференциальных поправок при определении траектории летательного аппарата. Для определения траектории летательного аппарата и уточнения угловых данных инерциальной системы, применяется метод совместной обработки GPS-данных и данных инерциальной системы. Применение такого метода расчета повышает как точность определения угловых параметров, так и местоположения.

элементы внешнего ориентирования снимка.c, w, aКроме прибора, выполняющего лазерно-локационное сканирование местности, на борту летательного аппарата устанавливается цифровая фотокамера. Поскольку в составе прибора, выполняющего лазерно-локационную съемку (ALTM-1210), входит инерциальная подсистема, то геодезическая привязка фотографий осуществляется программным способом автоматически, учитывая траекторию полёта и угловую ориентацию фотоаппарата и летательного аппарата в момент экспозиции снимка. То есть вычисляются линейные - X, Y, Z и угловые -

Технические характеристики лазерного сканера ALTM-1210:

Рабочая высота полета носителя 250 - 1000 м

Точность по дальности 15 см

Разрешение по дальности 3 см

Угол сканирования от 0 до ±20°

Полоса захвата высоты от 0 до 0.68 долей

Угловая точность 0.05°

Частота сканирования от 0 до 24 Гц

Рабочая длина волны 1047 нм

Частота генерации лазерных импульсов 10 Кгц

Расходимость луча 0.25 мрад, полный угол

Длительность импульса 16 нс

Длительность фронта импульса 3 нс

Средняя энергия в импульсе 80 мк Дж

Класс лазера по безопасности IV

Напряжение питания 28 В

Номинальный потребляемый ток 15 А

Технология выполнения лазерно-локационных аэросъемочных работ включает несколько этапов:

1. Планирование и подготовка аэросъемочных работ.

На данном этапе осуществляется:

· Получение картографического материала и утверждение границ объекта съемки;

· Выбор параметров съемки, исходя из продукта необходимого Заказчику и условий съемки;

· Подготовка материалов для навигации и настройка навигационной системы;

· Камеральная рекогносцировка и выбор геодезических пунктов для определения местоположения базовых станций;

· Составление проекта съемки.

2. Работы по геодезическому обеспечению аэросъемочных работ:

· Полевое обследование пунктов ГГС, мест установки базовых станций и мест расположения контрольных точек;

· Создание рабочего проекта привязки базовых станций;

· Закрепление мест установки базовых станций и контрольных точек;

· Спутниковые наблюдения в сети (в соответствии с рабочим проектом) и на контрольных точках;

· Обработка наблюдений. Вычисление координат базовых станций и контрольных точек.

3. Установка и калибровка оборудования на летательном аппарате (ЛА):

· Установка оборудования на борт ЛА;

· Измерение параметров установки аппаратуры;

· Спутниковые наблюдения для проведения калибровки оборудования;

· Проведение калибровочного полета;

· Обработка результатов калибровочного полета и проверка точности данных;

4. Выполнение лазерно-локационной съемки:

· Расстановка и включение базовых станций, обеспечивающий дифференциальный режим обработки GPS-данных;

· Выполнение съемочного задания, согласно выбранным режимам съемки и графику работ;

· Архивация отснятого материала.

5. Контроль полноты и качества отснятого материала:

· Контроль качества GPS-измерений;

· Контроль наличия пропусков в данных;

· Контроль качества полученных данных;

· Вычисление расхождений координат точек, полученных по результатам лазерного сканирования, и контрольных точек;

· Составление, если это необходимо, задания на пересъемку.

6. Обеспечение правил проведения аэросъемочных работ и решение режимных вопросов.

Следующими технологическими этапами являются первичная обработка материалов съемки и тематическая обработка. Результатом первичной обработки является массив точек, каждая из которых является результатом отражения лазерного луча от поверхности рельефа или иного объекта, в который попал лазерный луч. Каждая такая точка характеризуется тремя координатами в какой-либо геодезической или локальной системах координат.

Конечным продуктом после тематической обработки являются:

· Цифровая модель рельефа (ЦМР) и цифровая модель растительности в виде массивов классифицированных точек принадлежащих рельефу и не принадлежащих рельефу соответственно;

· Тематические слои по «Техническому заданию» заказчика (гидросеть, ЛЭП, строения, дороги и т.д.);

· Векторизованные слои (гидросеть, ЛЭП, строения, дороги и т.д.);

· Ортофотоплан.