Литература

Лазерная локация земли и леса

6.3. Измерение выставочных параметров сканерного блока

Схема измерения выставочных параметров основана на следующих принципах:

  • конфигурация взаимного положения и ориентации сканерного блока и GPS антенны на летательном аппарате варьируется. Сканерный блок может устанавливаться как на внешней подвеске, так и внутри фюзеляжа. Кроме того, часто сканерный блок наклоняют. Почти всегда отсутствует прямая видимость между сканерным блоком и GPS антенной; 
  • положение и ориентация всех компонентов определяются с помощью GPS методов в специальной системе координат, образованной базовой GPS станцией, располагаемой в непосредственной близости от объекта измерения; 
  • положение в пространстве GPS антенны определяется непосредственно. Для определения положения сканерного блока сначала осуществляют проецирование двух характерных точек на поверхность земли. После этого летательный аппарат удаляется, что дает возможность определить пространственные координаты характерных точек и через них восстановить положение сканерного блока.

Общая схема проведения измерений выставочных параметров сканерного блока приведена на рисунке 52.

pic_52.png
Рисунок 52. Схема измерения выставочных параметров сканерного блока и цифрового аэрофотоаппарата

На данном рисунке обозначен также цифровой аэрофотоаппарат, измерения выставочных параметров для которого также проводятся на этапе подготовки к съемке.

На рисунке 53 представлена векторная схема измерения и обозначения используемых векторов.<

При выполнении измерений используется географическая система координат oNEA, и система координат oXYZ, жестко связанная с корпусом сканерного блока. Положение систем координат ясно из рисунка 53.

pic_53.png
Рисунок 53. Векторная схема измерения выставочных параметров

Проводятся следующие непосредственные измерения:

  • NaEaAa – географические координаты положения антенны; 
  • NsEsAs и NqEq –  географические координаты положения двух характерных точек сканерного блока (их вертикальных проекций на плоскость основания); 
  • RsPs– углы крена и тангажа положения сканерного блока в момент измерения. Определяются по данным IMU, входящей в состав локатора; 
  • H1 – высота фактического положения характерной точки над плоскостью основания.

В качестве параметра рассматривается значение вектора bs1.png, определяющего положение первой характерной точки в oXYZ. Понятно, что целью процедуры является определение координаты вектора bsa.png в oXYZ.

Если все приведенные выше значения известны, значение bsa.png может быть определено по следующей схеме:

  1. определяется матрица направляющих косинусов ags.png, характеризующая текущее положение сканерного блока в геодезическом пространстве в момент измерения;
  2. при этом в качестве значений крена R, и тангажа P используются дан-ные инерциальной системы. Что касается значения курса H, то оно может быть определено по координатам NsEs и NqEq следующим образом:

formula_70.png

Введем дополнительный вектор bs1.png, определяющий положение первой характерной точки сканера в (oXYZ) (рис. 51).

Очевидно, что bs1.png в oXYZ является константой и определяется только конструкцией сканерного блока, поэтому он может быть измерен один раз и в дальнейшем использоваться в качестве параметра.

Положение в геодезическом пространстве первой характерной точки будем определять вектором bg1.png, который очевидно равен:bg1.png= (NsEsAsHs), а положение антенны в геодезическом пространстве будем описывать вектором: bga.png = (NaEaAa). Очевидно, что formula_71.png, где formula_72.png.

Отметим, что для любой матрицы направляющих косинусов, в частности для ags.png, определитель равен 1. Поэтому обратная матрица Asg.png может быть получена из ags.png просто транспонированием.

Отметим также, чтоformula_73.png,

тогда искомый векторformula_74.png,

Упрощая это выражение и принимая во внимание, что formula_75.png, имеем

 formula_76.png

Последнее уравнение является основным при определении выставочных параметров сканерного блока.

Описанная в настоящем разделе методика измерения выставочных параметров сканерного блока реализована в виде специального программного модуля, входящего в семейство программных продуктов ALTEXIS.

Как было отмечено выше, процедура измерения выставочных параметров выполняется всякий раз при новой установке аэросъемочного комплекса на борт летательного аппарата.