Литература

Лазерная локация земли и леса

6.2. Этапы выполнения лазерно-локационной съемки и основные процедуры метрологической поддержки

В практическом плане задача выполнения лазерно-локационной съемки предполагает последовательное выполнение ряда этапов:

  1. Подготовительный этап, который включает такие процедуры, как:
    • метрологическое обеспечение; 
    • калибровка; 
    • развитие опорной геодезической сети.
  2. Этап выполнения собственно аэросъемочных работ.
  3. Этап предкамеральной (полевой) обработки, который включает следующие процедуры:
    • восстановление траектории, т.е. получение законченного навигационного решения по линейным и угловым параметрам движения носителя в процессе съемки;  
    • производство (расчет) первичных лазерно-локационных и сопутствующих данных; 
    • экспресс-анализ первичных данных по таким понятиям, как полнота покрытия, точность, качество пилотирования.
  4. Этап общетопографической обработки, включающий:
    • геокодирование лазерных точек; 
    • выделение поверхностей истинной земли, растительности; 
    • создание ортофотомозаики цифровых аэрофотоснимков.
  5. Этап семантической обработки, включающий:
    • создание семантических трехмерных  моделей географических объектов;
    • дешифрирование, выделение контуров;
    • другие виды картографической обработки.

Рассмотрим более подробно процедуры метрологической поддержки.

Применительно к задаче метрологического обеспечения лазерно-локационной съемки можно выделить четыре группы вопросов:

  • Восстановление траектории. В рамках этой задачи осуществляется восстановление точной траектории движения точки сканирования в ходе съемки. Понятно, что это является необходимым условием получения точных результирующих данных. Эта процедура осуществляется на основе совместного анализа данных GPS и инерциальной системы. Как было указано выше, положительный результат достигается за счет того, что возмущения обоих систем находятся в различных диапазонах спектра.
  1. Функция восстановления траектории является неотъемлемой частью комплекса процедур, выполняемых бортовым навигационным комплексом, входящим в состав лидара. Такое восстановление осуществляется как в реальном времени в ходе выполнения аэросъемки, так и в ходе наземной постобработки. Во втором случае получаемые данные используются для обслуживания дальномерных измерений, т.е. для расчета  координат лазерных точек. На практике восстановление траектории практически всегда осуществляется штатными аппаратными и программными методами, поставляемыми вместе с лидаром. По этой причине методические аспекты восстановления траектории в настоящей работе не рассматриваются. Описанные ниже навигационные процедуры следует рассматривать как необходимые условия полного и качественного восстановления траектории.
  • Измерение выставочных (off-set) параметров взаимного ориентирования сенсора инерциальной системы и антенны GPSТочное измерение выставочных параметров имеет большое значение, так как корректная работа бортового навигационного комплекса возможна только при малых (не более нескольких см) ошибках определения взаимного положения.
  • Калибровочная процедура. Специфика работы бортового навигационного комплекса, как уже отмечалось, состоит в интегрировании GPS и IMU данных на основе фильтра Калмана. Использование фильтрации нестационарного типа определяет характер ошибок выходных значений, характеризующих положение носителя. Если погрешности определения внутренних и внешних выставочных параметров не превосходят допустимых значений, то ошибка положения проявляется в основном в появлении постоянных смещений к определяемым углам ориентации носителя simbol_37.pngRsimbol_37.pngPsimbol_37.pngH.
    Калибровочная процедура, выполняемая после каждой новой установки оборудования, призвана определить значения погрешностей с тем, чтобы в последующем они могли быть учтены математически как поправки. Калибровочная процедура заключается в многократной съемке наземного эталонного объекта. По лазерно-локационным изображениям, соответствующим различным проходам, подбираются такие значения поправок:simbol_37.pngRsimbol_37.pngPsimbol_37.pngH, чтобы обеспечить геометрическое совпадение всех этих изображений.
  • Контроль качества пилотирования. Соответствующие программные процедуры используются для контроля качества выполнения аэросъемочных работ в части выполнения экипажем заданных режимов полета.