Назначение
Система лазерная координатно-измерительная сканирующая авиационная CP780-IS (далее по тексту - система) предназначена для измерений координат наземных точек с борта самолета или вертолета (далее по тексту - авиационный носитель) для целей построения трехмерных моделей земной поверхности и расположенных на ней объектов.
Описание
Конструктивно система представляет собой совокупность лазерного дальномерного сканера; подсистем определения местоположения и углов пространственной ориентации авиационного носителя; блоков сбора и накопления измерительной информации; управляющего компьютера; программного обеспечения.
Принцип действия системы состоит в следующем. В полете сканирующий пучок импульсного лазерного излучения направляется на земную поверхность в плоскости, перпендикулярной направлению полёта. Отраженные сигналы регистрируются приемником излучения и преобразуются в цифровую форму. Для сканирования используется вращающаяся четырехгранная зеркальная призма, угол поворота которой измеряется оптическим кодовым датчиком, установленным на оси вращения. В течение полета бортовой навигационный приемник регистрирует координаты авиационного носителя в геоцентрической системе координат. Измерения угловой ориентации носителя в пространстве осуществляются инерциальной навигационной системой (ИНС), в которой используются гироскопические датчики углов курса, крена и тангажа и три акселерометра. Вся измерительная информация, получаемая в полете, поступает в бортовой регистратор данных. Управление системой в полете осуществляется оператором с компьютера, который связан кабельными соединениями с блоком сканера, приемником, ИНС и блоками сбора и накопления измерительной информации.
Определение взаимного положения антенны навигационного приемника и ИНС производится при монтаже системы на борт авиационного носителя с использованием средств измерений, не входящих в состав системы. Ориентация системы координат ИНС относительно блока сканера окончательно уточняется в процессе тестового полета.
Координаты точек отражения импульсов лазерного излучения от земной поверхности вычисляются после полета в процессе постобработки.
Общий вид системы с указанием мест пломбировки и нанесения знака утверждения типа показан на рисунках 1 и 2.
а - место пломбировки б - место нанесения наклейки со знаком утверждения типа (нижняя панель)
Рисунок 2 - Вид системы установленной со стороны нижней панели на самолете
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) RiACQUIRE предназначено для тестирования системы и сбора данных лазерного сканирования вместе с данными от ИНС и навигационного приемника. С учетом данных сканирования, а также доступной информации по положению авиационного носителя и высоте полета, в реальном времени рассчитывается покрытие подстилающей поверхности данными сканирования, с указанием необходимой плотности измерений вдоль направления полета. Эта опция позволяет избежать пробелов в сборе данных сканирования, которые иначе были бы обнаружены только в процессе обработки данных. ПО также обеспечивает визуальную информацию о текущих измерениях ИНС и приемника, что позволяет проверить достоверность этих результатов. Непрерывная запись состояния системы и авиационного носителя сохраняет историю полета с целью последующего анализа и документирования.
Задачи по обработке данных включают полный анализ формы отраженного лазерного сигнала и привязанных к земле данных лазерного сканирования путем объединения с данными полета от подсистемы ИНС и приемника. Эти функции обеспечиваются соответственно ПО RiANALYZE и RiWORLD.
ПО RiANALYZE позволяет отфильтровать данные лазерного сканирования по интервалам времени, по диапазонам угла сканирования и дальности. Кроме того, ПО производит вычисление дальности до цели тремя возможными способами: по «центру тяжести» отраженных импульсов, по максимумам амплитуд отраженных импульсов, аппроксимированных Г ауссовой кривой, итерационным методом (вычисление гауссовых пиков основано на решении линеаризованной системы уравнений).
ПО RiWORLD соединяет данные лазерного сканирования с данными положения и ориентации авиационного носителя и преобразует их в геоцентрическую систему координат. Эта процедура основана на использовании меток времени, сохраняемых при каждом измерении (данные лазерного сканирования, ИНС и приемника).
ПО RiPROCESS предназначено для обработки, анализа и визуализации данных лазерного сканирования. Здесь же используются результаты калибровки при монтаже составных частей системы на авиационном носителе и результаты определения положения и ориентации авиационного носителя при съемке. ПО RiPROCESS имеет функцию обработки результатов сканирования контрольных объектов при калибровочном полете с целью получения окончательных параметров взаимной ориентации сканера и ИНС.
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010. Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование ПО | Идентифика ционное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер ПО) | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| RiACQUIRE | SetupRiACQUIRE- ALS | 1.5.5.0- Windows.exe | 37c0e87aa9ca625c28851 87f5c001ca16b2e67fb | MD5 |
| RiANALYZE | SetupRiANALYZE. exe | 6.0.2 | 5dc2078c784935300a00 49634a009a6c38c9bfb9 | MD5 |
| RiWORLD | S etupRiW ORLD. exe | 4.5.6 | 28cc3af9da33ba2b4e7534 31f803734f57bf85c4 | MD5 |
| RiPROCESS | SetupRiPROCESS. exe | 1.5.9 | 43e4f5328b646bd53e04e6 c7428edc6bf5392f38 | MD5 |
Технические характеристики
Метрологические характеристики авиационной системы приведены в таблице 2. Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон измерений дальности, м | от 30 до 4000 |
| Диапазоны угла сканирования | ± 30° |
| Диапазон частоты повторения лазерных импульсов, кГц | от 60 до 400 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений дальности, мм | ± 20 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений координат точек отражения лазерного импульса, мм: - в плане - по высоте | ± 60 ± 45 |
| Напряжение питания от источника постоянного тока, В | от 18 до 32 |
| Масса, кг, не более | 42 |
| Габаритные размеры (длинах ширинах высота), мм, не более | 640 х 405 х 388 |
| Диапазон рабочих температур, 0С | от минус 5 до 40 |
| Коэффициент отражения поверхности %, не менее | 20 |
Знак утверждения типа
наносится в виде наклейки на заднюю панель системы и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом.
| Наименование | Количество |
| 1 Система лазерная координатно-измерительная сканирующая авиационная CP780-IS, заводской № 9999-189 в составе: | |
| - сканер лазерный авиационный LMS-Q780 | 1 шт. |
| - аэрофотокамера IGI DigiCAM | 1 шт. (по заказу) |
| - блок сбора данных о траектории Aerocontrol | 1 шт. |
| - блок навигации CCNS4 | 1 шт. |
| - регистратор данных DR680 | 1 шт. |
| - компьютер управляющий | 1 шт. |
| - подсистема ИНС | 1 шт. |
| - антенна GPS/ГЛОНАСС | 1 шт. |
| -комплект внутренних кабелей соединительных и электропитания | 1 комплект |
| - комплект внешних кабелей соединительных и электропитания | 1 комплект |
| 2 Программное обеспечение RiANALYSE, RiWORLD, RiPROCESS, RiACQUIRE (на компакт-диске) | 1 шт. |
| 3 Руководство по эксплуатации RIEGL CP780-IS (на компакт-диске) | 1 шт. |
| 4 Паспорт | 1 шт. |
| 5 Методика поверки | 1 шт. |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом CP780-IS. 001 МП «Инструкция. Система лазерная координатно-измерительная сканирующая авиационная CP780-IS. Методика поверки», утвержденным первым заместителем генерального директора - заместителем по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ» 23.07.2014 г.
Основное средство поверки:
Полигон пространственный эталонный, погрешность при измерениях приращения координат в плане не превышает ± 5 мм, при измерениях длин линий не превышает ± 5 мм.
Сведения о методах измерений
Система лазерная координатно-измерительная сканирующая авиационная CP780-IS. Руководство по эксплуатации. CP780-IS РЭ.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к Системе лазерной координатно-измерительной сканирующей авиационной CP780-IS
1 ГОСТ Р 53606-2009. «ГНСС. Методы и технологии выполнения геодезических и землеустроительных работ. Метрологическое обеспечение. Основные положения».
2 Техническая документация фирмы - изготовителя.
60857-15: Описание типа СИСкачать94.9 Кб