Методы получения и обработки пространственной информации
Управление безопасностью полета беспилотного летательного аппарата
Правильная работа беспилотного летательного аппарата (БПЛА) во время миссии учитывает влияние ряда факторы, вызывающих отклонения некоторых параметров движения от их оптимальных значений [25, 26]. Эксплуатация БПЛА несомненно предполагает обеспечение определенного уровня безопасности полетов. Безопасность летного задания зависит от целого ряда факторов, отражающих потенциальные опасности.
Реально на полет БПЛА влияет воздушное пространство, работа технических систем, Все это создает предпосылки для целого комплекса факторов, негативно влияющих на безопасность воздушного движения, и может вызвать появление конкретной ситуации во время полета [27]. Конкретная ситуация - результат действия опасных факторов и отражает значительное влияние на безопасность полетов. После анализа опасных факторов может быть произведена оценка вероятности их появления. Анализ проводится по группам опасных факторов в зависимости от уровня их влияния [28].
Оценка факторов риска определяет условия для полета, который, в свою очередь, требует классификации ситуации полета. Оценивается влияние каждого опасного фактора.
В таблице 4.2 приводится ограничения безопасности полета в соответствии с классом ситуации и типом БПЛА [29].
| Тип БПЛА | Сложные условия полета | Опасные условия полета | Чрезвычайные условия полета | Катастрофические ситуации |
|---|---|---|---|---|
| 1 |  |
 |
 |
 |
| 2 | |
|
|
|
| 3 | |
|
|
|
| 4 | |
|
|
|
В условиях нормальных условий полета чрезвычайно незначительные отклонения от требований летного задания производительность присутствует. Они не влияют на успех производительность и находятся в допустимых пределах погрешности измерительного оборудования. Летное задание выполняется в соответствует требованиями безопасности и находится под непрерывным контролем.
В ситуации в сложных условиях полета желательно определить мизерные отклонения от требования летного задания. Отклонение параметров от плановых значений позволяет системе вернуться к летному заданию с учетом летно-технического ограничения. Непринятие решений о системе управление может привести к ухудшению полетной обстановки.
В сложной ситуации необходимо указать незначительные отклонения от требований летного задания. Отклонение параметров от плановых значений значительно усложняет процесс возврата в рейс задача. Необходимо решение по управлению системой для улучшение летной обстановки.
Чрезвычайная ситуация (ЧС) характеризуется существенным отклонением от требований летного задания. Значительные отклонения параметров от запланированных значений крайне усложняют процесс возврата к полетному заданию. Ситуация характеризуется значительным снижением уровня безопасности. Неконтролируемость ситуация может привести к катастрофе, поэтому есть необходимость в принятие решений по управлению системой.
Катастрофическая ситуация (КС) характеризуется невыполнением летного задания, связанного с критическим отклонением параметров от плановых значений. Катастрофические отклонения делают невозможным возврат к летному заданию. Необходимо учитывать летно-технические характеристики БПЛА, а также наличие незапланированных препятствий, приводящих к потере системы в целом.
Классы полетной ситуации
Определение класса существующей полетной ситуации является важный элемент миссии, особенно в случае с помощью датчиков БПЛА восстановлены данные [30]. Для метрики формулировка классов летных ситуаций воспользуемся критерием, учитывающим уровень отклонения БПЛА от требований летного задания. Для этого полетное задание должно содержать набор запланированных значений. Параметры задаются перед полетом с учетом всех его сложностей. В дальнейшем точное соблюдение запланированного параметров полета будут соответствовать нормальным условиям полета.
Технически установка значений параметров планового полета в многопараметрическом подходе является сложной задачей. Ее решают группы экспертов на основе накопленного опыта и с использованием имитационных моделей.
Еще одним важным элементом многовариантной классификации - это установление метрики полета. Классы ситуаций, соответствуют определенному отклонению параметров от плановых значений до определенного уровня. Следует отметить, что уровни отклонений различны для разных классов ситуаций и не могут быть рассчитаны линейно. Предлагается ввести значения плановых параметров соответствующих определенному классу ситуации.
Этот параметр характеризует отклонение от планового значения в определенном метрическом пространстве и отражает определенное состояние БПЛА.
В случае многопараметрической классификации полета ситуаций предлагается оценить значение Z для каждого класса полетной обстановки и по каждому из параметров.
Впоследствии метрика Z будет использоваться для вычисления апостериорной вероятности классов ситуаций.
В соответствии с вероятностью возникновения класс полетной ситуации, указанный в таблице, сформируем границы классов Z. Однако значение катастрофической ситуации должен настраивать пользователь на основании суждений о неудачном выполнении летного задания.
Задача порога ZCS состоит в определении границы отклонения БПЛА от заданной траектории, которая определяется координатами. Граница значения других параметров системы определяется ее техническими характеристиками и может быть рассчитаны с помощью математической модели БПЛА или с использованием экспертных оценок на определенный момент времени.
Комплексная цифровая модель мониторинга района
Для районов Дальнего Востока и Сибири [7, 14] с большими труднодоступными территориями очень важной задачей является мониторинг природных ресурсов района [31 - 35]. Мониторинг может осуществляться по космическим снимкам, при помощи фотограмметрической съемки с самолетов, при помощи радиолокационной съемки и беспилотными летательными аппаратами [36] (рис. 4.4).
Мониторинг беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) на порядок дешевле космического и в разы менее по стоимости вертолетной платформы.
Комплекс мониторинга района включает в себя ситуационный центр, оснащенный средствами вычислительно техники и средствами связи, средства космического мониторинга и гибридную платформу с БПЛА большого радиуса действия с бензиновой установкой и малого радиуса действия с электрической установкой. Обе платформы комплектуются системой ГЛОНАС/GPS и GSM. Радиус действия комплекса на платформе БПЛА до 100 км со скоростью до 60 км/час, на платформе - БЛА до 15 км со скоростью 60 км/час. Аэрофотосъемка выполняется беспилотным летательным аппаратом, с высокоточным ГНСС приёмником на борту или с помощью измерения наземных опознаков при помощи наземного геодезического оборудования с высокой точность. В дальнейшей аэрофотоснимки проходят фотограмметрическую обработку и геометрической коррекцию.
Хранение и обработка пространственной информации
В Российской Федерации создаются следующие государственные фонды пространственных данных:
- федеральный фонд пространственных данных;
- ведомственные фонды пространственных данных;
- фонд пространственных данных федерального органа исполнительной власти, осуществляющего функции по выработке и реализации государственной политики, нормативно-правовому регулированию в области обороны (далее - фонд пространственных данных обороны);
- фонды пространственных данных субъектов Российской Федерации (далее - региональные фонды пространственных данных).
В региональные фонды пространственных данных включаются пространственные данные и материалы, полученные в результате выполнения геодезических и картографических работ, организованных органами государственной власти субъектов Российской Федерации или подведомственными данным органам государственными учреждениями. Региональный фонд пространственных данных создается по решению высшего исполнительного органа государственной власти субъекта Российской Федерации.