По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: : 656, 004.89, 656.052

Применение беспилотных летательных аппаратов для пространственного мониторинга

Ознамец В.В. канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой, Московский государственный университет геодезии и картографии, (МИИГАиК), Москва, Россия, E-mail: voznam@bk.ru

Статья исследует применение беспилотных летательных аппаратов для пространственного мониторинга, геомониторинга и геоинформационного мониторинга. Описана эволюция создания беспилотных летательных аппара­ тов. Раскрывается содержание геомониторинга как комплексного мониторинга, включающего разные виды технологий. Показано значение геоданных для данного мониторинга. Статья описывает технологические аспекты применения БПЛА, в частности, описано влияние смаза изображения на точность определения положения объекта мониторинга. Показано, что для мониторинга инфраструк­ туры ЖД целесообразно использование мини-носителей. Даны технические характеристики носителей. Раскрывается пример мониторинга на конкретной технологии.

Литература:

1. Eyre-Walker R.E. A., Earp G.K. Application of Aerial Photography to Obtain Ideal Data for Condition Based Risk Management of Rail Networks, The 4th IET International Conference on Railway Condition Monitoring 18–20 June 2008, Conference Centre, Derby, UK

2.  Лёвин  Б.А., Бугаев  А.С., Ивашов  С.И., Разевиг  В.В.  Дистанционно-пилотируемые летательные аппараты и  безопасность пути  // Мир транспорта.  — 2013.  — Т. 11.  — №  2 (46). — С. 152–157.

3.  Ознамец  В.В.  Геомониторинг на транспорте с  использованием БПЛА// Наука и технологии железных дорог. — 2018. — № 1 (5). — С. 43–53.

4.  Карпович  М., Герштейн  Л.М., Паневин  Н.В., Карпович  А.М.  Применение БПЛА при проведении топографо-геодезических изысканий  // Транспортная стратегия — XXI век. — 2013. — № 22. — С. 66–68.

5. Нгуен В.Н., Чан Ч.Т., Нгуен Т.Ч., Ву  В.Т.  Применение БПЛА с  целью построения 3Д-крупномасштабных карт // Славянский форум. — 2015. — № 4 (10). — С. 224–231.

6.  Слюсар  В.  Передача данных с борта БПЛА: стандарты НАТО // Электроника: наука, технология, бизнес. — 2010. — № 3. — С. 80–87.

7. Бочинин Д.А., Тарасов А.В. Советские телемеханические самолеты как прообраз современных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). — Труды Военно-космической академии им. А.Ф.  Можайского.  — 2013.  — № 638. — С. 54–56.

8. Цветков  В.Я.  Геоинформационный мониторинг // Известия высших учебных заведений. Геодезия и  аэрофотосъемка. — 2005. — № 5. — С. 151– 155.

9. Ознамец В.В., Цветков В.Я. Геомониторинг: Монография. — М.: МАКС Пресс, 2018. — 112 с.

10. Буравцев А.В. Сложные технологические системы// Славянский форум. — 2017. — № 4 (18). — С. 14–19.

11. Цветков В.Я. Естественное и искусственное информационное поле // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2014. — № 5–2. — С. 178–180.

12. Кудж  С.А.  Информационное поле: Монография. — М.: МАКС Пресс, 2017. — 97 с.

13. Куприянов  А.О.  Информационные поля в науках о Земле // Науки о Земле. — 2017. — № 1. — С. 79–89.

14. Tsvetkov V.Ya. Information Situation and Information Position as a Management Tool  // European researcher. Series  A. 2012, Vol. (36), 12–1, p. 2166– 2170.

15. Павлов  А.И.  Пространственная информационная ситуация  // Славянский форум. — 2016. — № 4 (14). — С. 198.

16. Охотников  А.Л.  Геоинформационный мониторинг транспортных объектов  // Наука и  технологии железных дорог.  — 2017.  — №  3 (3).  — С. 35–47.

17. Tsvetkov  V.Yа.  Spatial Information Models  // European researcher. Series A. — 2013. — № 10–1 (60). — Р. 2386–2392.

18. Лотоцкий В.Л. Пространственное информационное моделирование  // Образовательные ресурсы и  технологии.  — 2016.  — №  3 (15).  — С. 114–122.

19. Майоров  А.А.  Пространственное когнитивное моделирование  // Перспективы науки и образования. — 2014. — № 1. — С. 33–37.

20. Lototsky V.L. Spatial Information Modeling  // Modeling of Artificial Intelligence.  — 2016.  — Vol. (10).  — Is. 2. — Р. 94–103.

21. Цветков  В.Я.  Пространственные отношения в  геоинформатике// Науки о  Земле.  — 2012.  — №  1.  — С. 59–61.

22. Васютинская  С.Ю.  Пространственные отношения в  кадастре  // Образовательные ресурсы и технологии. — 2015. — № 4 (12). — С. 91–96.

23. Савиных  В.П.  Информационные пространственные отношения  // Образовательные ресурсы и технологии. — 2017. — № 1 (18). — С. 79–88.

24. Омельченко  А.С.  Геоданные как инновационный ресурс  // Качество, инновации, образование.  — 2006. — № 1. — С. 12–14.

25. Цветков  В.Я., Ознамец  В.В. Анализ устойчивого развития территорий // ИТНОУ: Информационные технологии в  науке, образовании и управлении. — 2018. — № 1. — С. 48–53.

26. http://www.parkflyer.ru/ru/blogs/ view_entry/1030/

27. Witayangkurn A., Nagai M., Honda  K., Daile M., Shibasaki R. Real-time monitoring system using unmanned aerial vehicle integrated with sensor observation service  // International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXVIII-1/C22, 2011 ISPRS Zurich 2011 Workshop, 14–16 September 2011.  — Zurich, Switzerland.  — P. 107–112.

28. Захаров  М.В., Киричек  Р.В., Парамонов  А.И.  Задача распределения ресурсов в  группах БПЛА  // Информационные технологии и телекоммуникации. — 2015. — № 1 (9). — С. 62–70.

29. Буюкян  С.П.  Разработка теоретических основ и  методов решения специальных задач прикладной геодезии на основе видеоизмерений / дисс. д-ра техн. наук, спец 25.00.32.  — М.: АО ГСПИ «Росатом», 2016. — 168 с.

30. Ollero A., Alcazar J., Cuesta F., Nogales C. 2003. Helicopter Teleoperation for Aerial Monitoring in the COMETS Multi-UAV System, in: 3rd Iarp Workshop on Service, Assistive and Personal.

31. Nagai M., Tianen C., Shibasaki  R., Kumagai H., Ahmed A. 2009. Uav-borne 3‑d mapping system by multisensor integration. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 47 (3). — P. 2371–2388.

32. КуджС.А. Добыча геоданных  // Науки о  Земле.  — 2013.  — №  2–3.  — С. 82–84.

33. Кудж  А.С.  Сбор и  измерение геоданных в  науках о  Земле// Славянский форум. — 2013. — № 2 (4). — С. 135–139.

34. Маркелов  В.М.  Добыча данных и  геоданных  // Образовательные ресурсы и технологии. — 2015. — № 2 (10). — С. 126–131.

35. Лёвин  Б.А., Бугаев  А.С., Ивашов  С.И., Разевиг  В.В. Дистанционно-пилотируемые летательные аппараты и  безопасность пути  // Мир транспорта.  — 2013.  — Т. 11.  — №  2 (46). — С. 152–157.

Использование методов воздушного мониторинга для решения широкого круга задач практикуется давно [1, 2]. В настоящее время ведутся работы по применению беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для решения задач железной дороги [2, 3]. Накапливается опыт по применению БПЛА для топографо-геодезических изысканий на транспорте [4]. Накапливается опыт по применению БПЛА для крупномасштабного картографирования [5]. Развитие БПЛА за рубежом и в России существенно развивается для военных целей. Именно по этой причине стандарты передачи информации с БПЛА определены стандартами НАТО [6]. В СССР и России также велись работы по созданию телемеханических самолетов для мониторинга и наблюдения как прообраз современных беспилотных летательных аппаратов [7]. В настоящее время развитие науки и техники, элементной базы создало условия для применения БПЛА при решении ряда практических задач. Современный мониторинг в большой степени использует геоинформационный мониторинг [8]. Это обусловлено тем. что геоинформационный мониторинг интегрирует технологии разных видов мониторинга. Следующим шагом развития мониторинга является геомониторинг [9].

Геомониторинг является совокупностью технологий, принципов, методов определения геометрических и физических параметров объектов, явлений и процессов на земной поверхности и подземной ситуации. Как сложная технологическая система [10] геомониторинг является основой определения местоположения и навигации объектов пространства. Геомониторинг является средством геодезического обеспечения изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации крупных инженерных комплексов, в том числе гидротехнических сооружений, атомных и тепловых электростанций, промышленных предприятий, линейных сооружений.

При геомониторинге выделяют поле мониторинга, в котором осуществляют мониторинг. Поле мониторинга представляет собой разновидность информационного поля [11–13]. На практике объект мониторинга взаимодействует не со всем полем, а только с ограниченной его частью, которая перемещается вместе с объектом. В силу этого выделяют часть поля мониторинга, которая наиболее существенно влияет на состояние объекта мониторинга. Эту локальную часть поля называют информационной ситуацией [14, 15]. Информационная ситуация помогает описать и понять поведение объекта мониторинга. При геомониторинге выделяют методы или технологии мониторинга, а также в отдельных случаях модель объекта мониторинга.

Для Цитирования:
Ознамец В.В., Применение беспилотных летательных аппаратов для пространственного мониторинга. Конструкторское Бюро. 2018;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: