ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ГЕОДЕЗИЯ И АЭРОФОТОСЪЕМКА. Т. 62. №2. 2018 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ УДК 528.88 DOI: 10.30533/0536-101X-2018-62-2-186-195 Беспилотные авиационные технологии мониторинга сфер человеческой деятельности на примере крупнейших производителей и эксплуатантов в России © 2018 г. А.И. Кривичев1, А.В. Залецкий2* 1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия; 2 Московский государственный университет геодезии и картографии, Москва, Россия *[email protected] Unmanned aircraft technologies for monitoring the human activities on the example of the largest producers and operators in Russia A.I. Krivichev1, A.V. Zaletsky2* 1 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; 2 Moscow State University of Geodesy and Cartography; Moscow, Russia *[email protected] Received December 11, 2017 Accepted March 30, 2018 Keywords: aerial photographic survey, «AeroNet», digital economy, monitoring, remote sensing, unmanned aircraft system, unmanned aerial vehicle. Summary. The article studies the peculiarities of earth remote sensing technologies with the help of Russian unmanned aerial systems, which are widely used in the field of monitoring various spheres of human activity. As a result of the study, the following tasks have been solved: a review of Russian laws governing the use of unmanned aerial vehicles was done; the author's definition of the concept of «unmanned aerial technologies»; the analysis of the main programs of long-term planning in the development of unmanned aerial technologies was carried out; a comparative analysis of the characteristics of UAV’s on the example of nine major Russian manufacturers-operators was performed; the features of production and operation of UAV’s on the example of a large typical company were discovered. The methods of comparative analysis, systematization and observations were used in the work. As a result of the study, unmanned aerial vehicles of nine major companies were systematized according to the classification of unmanned aerial systems (by depth of application, by take-off weight, by aerodynamic scheme of the line-up). The main features of unmanned aerial photography, taking into account the existing and widely used unmanned aerial systems, are analyzed. Activities of a typical organization, for instance, the group of companies «Unmanned systems» of the city of Izhevsk, including the use of UAV’s for remote sensing in extreme climatic conditions (low temperature, strong influence of the earth's magnetic pole, high albedo) have been studied. Citation: Krivichev A.I., Zaletsky A.V. Unmanned aircraft technologies for monitoring the human activities on the example of the largest producers and operators in Russia. Izvestiya vuzov «Geodeziya i aerofotosyemka». Izvestia vuzov «Geodesy and Aerophotosurveying». 2018, 62 (2): 186–195. [In Russian]. DOI: 10.30533/0536-101X-2018-62-2-186-195. Поступила 11 декабря 2017 г. Принята к печати 30 марта 2018 г. Ключевые слова: «Аэронет», аэрофотосъемка, беспилотная авиационная система, беспилотные летательные аппараты, дистанционное зондирование, мониторинг, цифровая экономика России. Проведен краткий обзор российского законодательства и долгосрочных программ планирования в сфере применения беспилотных летательных аппаратов для мониторинга человеческой деятельности. Выполнено сравнение характеристик беспилотных летательных аппаратов на примере крупнейших производителей и эксплуатантов. Детально исследована типовая организация производитель-эксплуатант беспилотных летательных аппаратов для мониторинга в социально-эколого-экономической сфере. Для цитирования: Кривичев А.И., Залецкий А.В. Беспилотные авиационные технологии мониторинга сфер человеческой деятельности на примере крупнейших производителей и эксплуатантов в России // Изв. вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2018. Т. 62. № 2. С. 186–195. DOI: 10.30533/0536-101X-2018-62-2-186-195. 186 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ Введение В настоящее время технологии дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с помощью космических аппаратов и авиации изучены и применяются достаточно широко. Методы и технологии описаны в работах В.Г. Бондура [1, 2], В.П. Савиных [3], В.В. Козодерова [4], Р.А. Шовенгердта [5] и др. При этом настоящей революцией для мониторинга и картографирования подстилающей поверхности можно считать использование беспилотных летательных аппаратов. Усовершенствование съемочной аппаратуры и носителей полезной нагрузки для съемки подстилающей поверхности позволяет вести ДЗЗ с воздушных шаров, дирижаблей, искусственных спутников Земли, пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Развитие технологий ДЗЗ стало возможным благодаря появлению цифровой съемки и активных сенсоров — радаров, лазерных сканирующих систем, автоматизации аэрокосмических работ и процессов обработки данных. Актуальность данного исследования не вызывает сомнений, поскольку беспилотные авиационные технологии используются во многих сферах человеческой деятельности и представляют собой эффективный инструмент для оперативного получения качественных пространственных и спектральных характеристик исследуемых объектов. Учитывая современные тенденции автоматизации процессов в экономике, утверждение Правительством программы «Цифровая экономика Российской Федерации» [6], а также необходимость комплексного обеспечения безопасности на объектах инфраструктуры, в том числе в Арктике, беспилотные авиационные технологии обретают новое, стратегическое значение. Актуальная парадигма и проблематика применения беспилотных аэросъемочных комплексов Беспилотные летательные аппараты в различных онтологических вариациях (БВС — беспилотное воздушное судно; БАС — беспилотная авиационная система; БАК — беспилотный авиационный комплекс; БПЛА — беспилотный летательный аппарат) определены в Воздушном кодексе Российской Федерации, в Федеральных авиационных правилах, разработанных в соответствии с Воздушным кодексом, в Государственном стандарте ГОСТ Р 56122–2014. «Воздушный транспорт. Беспилотные авиационные системы. Общие требования» и других документах ограниченного использования. В Дорожной карте Национальной технологической инициативы «Аэронет» определен план развития рынка услуг с применением БПЛА, в том числе ДЗЗ до 2035 г., предложены законодательные инициативы по регламентированию летных работ и их применению, совместно с «Аэронет» и эксплуатантами разработан профессиональный стандарт для операторов. Масштабные проекты беспилотной аэрофотосъемки (БАФС) на уровне регионов запланированы в Дорожной карте «Повышение качества государственных услуг в сфере государственного кадастрового учета недвижимого имущества и государственной регистрации прав на недвижимое имущество и сделок с ним» и в других документах. В то же время в тексте государственной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» термин беспилотные летательные аппараты дополняет традиционные инструменты ДЗЗ, например: «Съемка из космоса, съемка с воздушных, в том числе беспилотных летательных аппаратов, лазерное сканирование и т.п.» [7, с. 20]. Использование БПЛА не входит в план мероприятий «Цифровая экономика Российской Федерации» по направлению «Информационная инфраструктура» на 2017–2020 гг., однако в плане мероприятий по созданию «Единой электронной картографической основы» в качестве исполнителя утверждена рабочая группа Национальной технологической инициативы «Аэронет» [8]. При этом предусматривается разработка законодательных и иных нормативных правовых актов, которые определят юридически значимые пространственные данные, за исключением космического сегмента ДЗЗ. 187 ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ГЕОДЕЗИЯ И АЭРОФОТОСЪЕМКА. Т. 62. №2. 2018 Существующие документы, среди которых «Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов», утверждены Главным управлением геодезии и картографии (ГУГК) при Совмине СССР еще 22.04.1980 г. Они определяют технические условия для выполнения комплекса работ по аэрофотосъемке пилотируемыми воздушными судами, при этом не учитываются особенности работ, где носителем съемочной системы являются БПЛА. Не утверждены и критерии определения юридической значимости пространственных данных применительно к данным, получаемым с беспилотного летательного аппарата, что делает невозможным использование полученных материалов в судебных процессах при спорах о границах земельных участков. Пока не разработаны и единые процедуры валидации данных БАФС, поэтому измерения, проведенные по данным такой аэрофотосъемки являются неподтвержденными без получения подтвержденных характеристик съемочной системы и трудоемкого контроля, выполняемого наземными методами. Отметим, что Росреестр не определил требований по обязательной сертификации беспилотных аэрофотосъемочных комплексов (БАФК) или получаемой продукции. Пока не утверждены специальные центры обязательной сертификации программно-аппаратных комплексов с беспилотной авиационной системой. Выделяют три типа процедур добровольной сертификации БАФС: 1) комплекс технических и программных средств беспилотной аэрофотосъемки и фотограмметрической обработки, которые при соблюдении определенных условий обеспечат возможность создания ортофотопланов, удовлетворяющих требованиям точности планов определенного масштаба; 2) специально идентифицированной продукции аппаратно-программных комплексов БАФК, которая будет соответствовать требованиям нормативно-технических документов для определенного вида работ; 3) соответствия технологии применения БПЛА определенной серии и программного обеспечения обработки данных требованиям внутреннего документа компании для создания ортофотопланов и цифровых моделей местности заданного масштаба. При этом требования к гражданским специалистам, эксплуатирующим беспилотные авиационные системы, еще не определены, так как профессиональный стандарт «Специалист по эксплуатации беспилотных авиационных систем, включающих в себя одно или несколько беспилотных воздушных судов» еще не одобрен. Разработанный стандарт предлагает получение достаточного объема компетенций, обеспечивающих безопасность полетов, но он недостаточен для обучения этическим аспектам, обеспечения конфиденциальности получаемых данных, а также обеспечения высокого качества решения прикладной задачи. Несмотря на вступление в силу Федерального закона № 291-ФЗ от 03 июля 2016 г., регламентирующего регистрацию и учет БПЛА, к декабрю 2017 г. процедуры их учета и регистрации пока не утверждены. Основные российские эксплуатанты беспилотной аэрофотосъемки и их типовое аппаратное оснащение В настоящее время крупные производители профессиональных беспилотных авиационных систем для аэрофотосъемки и видеонаблюдения в России представлены небольшим числом компаний. Эти компании преимущественно задействованы в нефтегазовой сфере при дистанционном мониторинге динамики ландшафтов в районах нефтегазодобычи. Выполняются работы и в интересах крупных аграрных холдингов. Отдельную нишу рынка занимают военные БПЛА. Жесткая конкурентная среда, а также бурно развивающийся рынок ДЗЗ способствуют постоянной модернизации производственных беспилотных аэрофотосъемочных комплексов. Рассмотрим (табл. 1) эти комплексы в соответствии с общепринятой классификацией [9, c. 135] в зависимости от 188 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ Таблица 1 Классификация распространенных беспилотных летательных аппаратов в России Компания Модели ООО «СТЦ», г. Санкт-Петербург Орлан ООО «Беспилотные системы», «Финко», г. Ижевск Суперкам АО «ЭНИКС», г. Казань Элерон, Наводчик, Околоток ООО «ПЛАЗ», «Геоскан», г. Санкт-Петербург Геоскан ООО «НПО «ИжБС», г. Ижевск Тахион, Гранат, Муха ООО НПП «АВАКС-ГеоСервис», г. Новосибирск Гамма, Дельта, Взор ООО «Кронштадт Беспилотные Системы», г. Санкт-Петербург Орион, БЛА-10, БЛА-20 АО Концерн «Калашников», г. Ижевск Зала ООО «Птеро», г. Москва Птеро типа беспилотного воздушного судна (БВС): 1) по глубине применения БВС: большой дальности — свыше 500 км (БД); средней дальности — до 500 км (СрД); малой дальности — с радиусом действия до 250 км (МД); ближнего действия — с радиусом действия до 100 км (БлРД); 2) по взлетной массе БВС: тяжелый — свыше 500 кг (Т); средний класс — до 500 кг (Ср); легкий класс — до 200 кг (Л); малый класс — до 30 кг (Мл); мини-класс — до 1 кг (Мин); 3) по аэродинамической схеме компоновки БВС: самолетного типа (СТ); вертолетного (мультикоптерного) типа (ВТ); комбинированного типа (КТ). Практически все приведенные в табл. 1 БПЛА относятся к аппаратам ближнего или малого радиуса действия, а их грузоподъемность ограничена несколькими килограммами. Данный факт обусловливает установку компактных систем цифровой съемки и другой целевой нагрузки. Также существует набор бортовых систем, обеспечивающих штатное функционирование БПЛА, к которым относятся устройства: спутникового и инерциального позиционирования; видовой и телеметрической информации командно-навигационной радиолинии с антенно-фидерным устройством; обмена командной информацией бортовой цифровой вычислительной машины; хранения видовой информации, а также встроенный блок питания. Устанавливаемые бортовые приемники спутникового позиционирования в Глубина МД МД, БлРД Взлетная масса Мл Л, Мл БлРД Мл МД, БлРД Л, Мл Компоновка СТ СТ, ВТ, КТ СТ СТ, ВТ СТ СрД Т СТ, ВТ, КТ МД, БлРД Л, Мл СТ, ВТ МД Мл СТ основном сделаны за рубежом. Они могут быть как одно-, так многосистемными: ГЛОНАСС, GPS, BeiDou. В настоящее время приемники становятся более компактными, число каналов и поддерживаемых спутниковых систем растет, появляются системы спутниковой и наземной дифференциальной коррекции, что увеличивает точность определения координат центра фотографирования фотокамер на БПЛА. К особенностям распространенных в России беспилотных авиационных систем для аэрофотосъемки следует отнести установку беззеркальных полупрофессиональных фотокамер, оснащенных центральным затвором. Пример такой фотокамеры – Sony RX1RII с полнокадровой, 35-милиметровой CMOSматрицей в 42,4 мегапиксела (МПИКС), причем устанавливаемый объектив с фокусным расстоянием 35 мм фиксируется байонетным креплением. Данные фотокамеры не гарантируют прецизионности измерений из-за неподтвержденных радиометрических характеристик матриц и параметров дисторсии объективов. При предварительной калибровке таких фотокамер в лаборатории МИИГАиК были определены элементы внутреннего ориентирования (f, x0, y0) и поправки за дисторсию объектива (δx, δy), которые позволили учесть параметры калибровки при обработке данных, а также исключить непригодные для аэрофотосъемки камеры. Применение камер с щелевым затвором, например, Sony Alpha 6000, приведет к дополнительным искажениям. Допустим, 189 ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ГЕОДЕЗИЯ И АЭРОФОТОСЪЕМКА. Т. 62. №2. 2018 что установленная выдержка составляет 1/250, а крейсерская скорость БПЛА — 72 км/ч. В этом случае смещение камеры в пространстве при съемке одного кадра составит порядка 8 см, что вносит дополнительную системную ошибку (рис. 1). Очевидна необходимость применения камер с центральным затвором, что позволяет вести съемку с минимальными значениями выдержки (значения выдержки определяются высотой съемки и рядом других параметров), а также использовать установку фиксированных объективов и применение резьбовых креплений объектива для исключения смещения съемочной системы. При обработке можно применять как заранее определенные значения параметров калибровки (фокусное расстояние, координаты главной точки, коэффициенты дисторсии), так и параметры калибровки, полученные в процессе фототриангуляции. Как и при проведении других геодезических работ, даже в полностью автоматизированных процессах необходим контроль измерений по данным БАФС. Уже сейчас в программное обеспечение для фотограмметрической обработки данных входят новейшие методы обработки, учитывая особенности работ с использованием беспилотника. Реже для задач топографической съемки применяют зарубежные специализированные среднеформатные фотокамеры в 80–100 МПИКС. По мнению экспертов, начав с установки бытовых неметрических камер Sony A6000 Sony RX1 24,3 млн эфф. пикс., CMOS матрица 23,5×15,6, разр. 6000×4000 пикс., шторно-щелевой затвор, формат JPEG, RAW 24,3 млн эфф. пикс., CMOS матрица 35,9×24,0, разр. 6000×4000 пикс., центральный лепестковый затвор, формат JPEG, RAW Nikon, Sony, Kodak на беспилотные летательные аппараты, разработчики планируют использование топографических камер среднего формата (60–80 МПИКС), масса которых составляет 3–5 кг [10]. Для выполнения специальных задач съемки или единовременного получения данных с различными спектральными характеристиками и различным масштабом фотокамеры на БПЛА комбинируются с другими целевыми нагрузками или увеличивается число фотокамер, размещенных под разными углами, а съемочные системы оснащаются объективами с отличающимися фокусными расстояниями. Мульти- и гиперспектральные камеры используют для решения задач природопользования, в том числе землепользования и сельского хозяйства, лесопользования, что обусловливает необходимость внедрения новых методов беспилотной мульти- и гиперспектральной съемки. Видеосъемка в видимом и тепловизионном спектре с БПЛА применяется для оперативного выявления утечек нефти и газа, тепла в зданиях и теплопроводах, прогнозирования образования трещин в пределах ледовых полей, ведения ледовой разведки. Беспилотные авиационные технологии (БАТ) используют для решения мониторинговых, исследовательских, транспортных, хозяйственных или военных задач. Приведем авторское определение БАТ. Это — совокупность методов, процессов и методик, которые при- Фотоаппарат, телевизор, Два фотоаппарата с Фотоаппарат, установвидеокамера HD (уста- разными объективами, ленный на фиксированновка 45°), установлен- установленные на фик- ной / гидростабилизироные на фиксированной сированной платформе ванной платформе платформе Рис. 1. Фотокамеры для беспилотной аэрофотосъемки Fig. 1. Example of cameras for unmanned aerial photography 190 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ меняют для управления беспилотными летательными аппаратами с программно-аппаратными комплексами на борту. Управление осуществляется человеком или программным алгоритмом путем кабельной, беспроводной связи или автономно (по заданной программе). Для выявления особенностей беспилотных авиационных технологий рассмотрим существующие технологии на примере крупного производителя и эксплуатанта беспилотных летательных аппаратов для ДЗЗ в России — группы компаний «Беспилотные системы». Группа, кроме проектирования и производства БПЛА марки «Supercam» для дистанционного зондирования Земли, постоянно эксплуатирует около 100 аппаратов. С помощью данных аппаратов проводятся беспилотный мониторинг и аэрофотосъемка в топливно-энергетическом комплексе, в лесном и сельском хозяйстве, при охране государственных и промышленных объектов, в чрезвычайных ситуациях, строительстве и землеустройстве, научных исследованиях окружающей среды. С 2011 г. организация серийно производит БПЛА самолетного типа по схеме «летающее крыло». В настоящее время к серийно производимым БПЛА группы относится линейка моделей: Supercam — S100; S250; S300; S350; X6; Х6М2 (табл. 2). Ранее серийно выпускаемые модели Supercam – S240; Х8 сняты с производства в связи с появлением более совершенных моделей. БПЛА S100 с самого начала применялся для решения задач поиска утечек нефти по маршрутам нефтепроводов на территории Ямало-Ненецкого автономного округа, а позже — для решения задач картографии и в оперативном мониторинге. Начало производства БПЛА S250 позволило вести работы по ДЗЗ с помощью БПЛА массово в целях экологического мониторинга нефтегазопроводов в условиях Сибири. Возможность выполнения работ в условиях низких температурах была замечена в компании «НК «Роснефть», в результате разработчиков пригласили к участию в научно-исследовательской экспедиции «Кара-зима-2015». Здесь компания совмест- но с учеными принимала участие в исследовании ледников на архипелагах Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские острова и Земля Франца-Иосифа. С помощью S250 проведена аэросъемка айсбергов, торосистых образований и ледовых полей. Полученные по итогам съемки трехмерные модели ледовых полей позволили специалистам оценить возможность выполнения ледовой разведки и экологического мониторинга, в частности устано- 191 Таблица 2 Модели БПЛА группы компаний «Беспилотные системы» Модель БПЛА Год выпуска Время полета, мин Масса целевой нагрузки, г Схема БПЛА — двухкилевое летающее крыло с тянущим электродвигателем 2011 90 400 2011 180 1500 2013 До 300 2500 2017 До 560 4000 S100 S250 S350 S450 Схема БПЛА — двухкилевое летающее крыло с гибридной силовой установкой 2017 210 2500 S350 Схема БПЛА — мультироторный 2015 X6M2 55 1000 ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ГЕОДЕЗИЯ И АЭРОФОТОСЪЕМКА. Т. 62. №2. 2018 вить места обитания белых медведей. Учитывая рост объемов мониторинга на линейных объектах, увеличения площадей съемки, а также появление требований по устойчивости аппаратов к ветровой нагрузке и низким температурам, была разработана более соответствующая аэродинамическая форма БПЛА в модели Supercam S350. В 2017–2018 гг. компания ведет разработку БПЛА Supercam SX350 с гибридной силовой установкой, сочетающей возможность вертикального взлета и дальнейшего перехода к полету по самолетному типу. Силовая установка представлена пятью электродвигателями в следующей компоновке: один горизонтальный тянущий и четыре вертикальных. Второй летающий прототип Supercam S450 достиг массы 21 кг, размаха крыльев — 4,5 м, масса полезной нагрузки до 4 кг, что предоставляет большие возможности для размещения и комбинирования целевой нагрузки. Электрический тянущий двигатель обеспечивает время полета до 7 ч с возмож- ностью преодоления расстояний до 500 км. В данной модели реализованы возможности установки помехозащищенного оборудования канала управления, навигации и видеосигнала, не исключена установка системы радиоретрансляции и пеленгации сигналов радиооборудования. В 2017 г. группа компаний «Беспилотные системы», принимала участие в высокоширотной Арктической научно-исследовательской экспедиции в районе станции «Барнео–2017» (рис. 2). Испытания, организованные Экспедиционным центром «Русского географического общества», предполагали: отработку методов ледовой разведки; дистанционное зондирование подстилающей поверхности в районе Северного полюса; оперативный мониторинг для поиска и спасания людей. Кроме того, совместно с Государственным научно-исследовательским институтом авиационных систем была успешно испытана технология автоматического зависимого наблюдения-вещания Рис. 2. БАФК Supercam в географической точке Северного полюса Fig. 2. UAS Supercam in the geographical point of the North pole 192 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ (АЗН-В) на модели Supercam S350 для обеспечения совместных полетов пилотируемой и беспилотной авиации в едином воздушном пространстве. Характеристики этого БПЛА приведены в табл. 3. В период с 05.04. 2017 по 08.04. 2017 г. выполнено девять полетов БПЛА: три — с видеокамерой; два — с тепловизором; два — с фотоаппаратом; два — с установленным бортовым оборудованием АЗН-В разработки ФГУП «ГосНИИАС». Все полеты проведены при ярком солнце, температуре –30±5 °С и слабом ветре — не более 5 м/с. БПЛА Supercam S350 пролетел 520 км за 7 ч. Максимальное удаление от точки старта составило 30 км. Максимальное время непрерывного полета — 2 ч. Максимальная высота была набрана при полете с оборудованием АЗН-В — 1 км. После первого полета оператор БПЛА по остатку заряда в батареях определил гарантированное время полета с видеокамерой на полном заряде — 2 ч 20 мин. Поставленные задачи видеомониторинга и аэрофотосъемки были успешно выполнены (рис. 3). Успешный опыт участия компании «Беспилотные системы» в научных арктических экспедициях подтвердил возможность проведения ледовой разведки в акватории Северного ледовитого океана и впадающих в него рек. Разрабатываемые БПЛА с гибридной силовой установкой SX350 при относительно благоприятных погодных условиях должны обеспечивать удобство запуска с борта ледокола, а также возможность эффективной эксплуатации при температурах до –40 ºС. Выводы В настоящее время изменения параметров природной среды и антропогенного воздействия на нее, а также деятельность человека и живых организмов уже фиксируется и оцифровывается с помощью беспилотных авиационных систем, однако информации, получаемой с БПЛА и отображающей спектральные характеристики подстилающей поверхности, недостаточно для комплексного анализа социально-эколого-экономических проблем и принятия управленческих решений. Для этих целей ведется обработка данных в программных средах, что позволяет создавать трехмерные модели местности и рельефа, ортофотопланы, интерпретировать и комплексировать информацию из различных источников. При этом важно учитывать технологическое несовершенство актуальных беспилотных авиационных систем, которые ограничены в охвате Характеристика беспилотного летательного аппарата Supercam S350 Параметр Таблица 3 Значение Время полета, ч 4–5 Скорость полета, км/ч 65–120 Радиус действия радиолинии, км 70 Максимальная дальность полета, км Не менее 360 Масса летательного аппарата (взлетная масса) с целевой нагрузкой, кг 9,5–10,5 до 15 Размах крыла летательного аппарата, м 3,5÷3,2 Рабочая высота полета, м 50 ÷ 1500 Практический потолок, м 6000 Время развертывания комплекса, мин 10 Условия эксплуатации, ветер, м/c До 15 Температура окружающего воздуха, °С –30 ÷ +30; (до –50) Умеренный дождь и снегопад Да Взлет С помощью эластичной катапульты Посадка Парашютная Режимы полета – полет в автоматическом или полуавтоматическом режиме Да 193 ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ГЕОДЕЗИЯ И АЭРОФОТОСЪЕМКА. Т. 62. №2. 2018 Рис. 3. Ортофотоплан ледового поля в районе Северного полюса Fig. 3. Orthophotoplan of the ice field near the North pole территорий дистанционного зондирования, массе полезной нагрузки, а также зависят от погодных условий. Недостаточно совершенны и программные алгоритмы обработки данных, поэтому требуется значительное участие человека в процессе получения конечных результатов. В настоящее время существует необходимость совершенствования как технической, так и программной составляющих беспилотных авиационных технологий, основываясь на исследованиях существующих беспилотных авиационных систем в России и за рубежом. Актуальные беспилотные авиационные технологии, рассмотренные на примере линейки моделей Supercam, доказывают свою эффективность и потребность применения в научной, социальной, экологической и экономической сферах нашей страны, в том числе в Арктическом регионе. В результате научных исследований в Арктике доказана применимость беспилотных авиационных систем в сложнейших для пилотирования условиях: магнитного полюса Земли; низкой температуры — на время проведения полетов –30 ÷ –35 °С; слабого сигнала спутниковой навигации; малого количества спутников с хорошей геометрией; отсутствия картографической основы в зоне полетов. Стремительное совершенствование беспилотных авиационных технологий требует соответствующего развития нормативно-правовых документов для технического регулирования этих технологий в области геодезии, аэрофотосъемки и картографии. Разработка новых перспективных моделей БПЛА и сенсоров будет способствовать более качественному мониторингу в различных сферах человеческой деятельности. ЛИТЕРАТУРА REFERENCES 1. Бондур В.Г. Принципы построения космической системы мониторинга Земли в экологических и природно-ресурсных целях // Изв. вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 1995. № 2. С. 14–38. 2. Бондур В.Г. и др. Аэрокосмические методы изучения вулканоопасных территорий // Изменение окружающей среды и климата: природные и связанные с ними техногенные катастрофы. М.: ИГЕМ РАН, 2007. 200 с. 1. Bondur V.G. Principles of space systems of Earth observation in environmental and natural resource aid. Izvestiya vuzov «Geodeziya i aerofotosyomka». Izvestia vuzov «Geodesy and Aerophotosurveying». 1995, 2:14–38. [In Russian]. 2. Bondur V.G. et al. Aerospace methods of studying volcanoes. Izmenenie okruzhayushchey sredy i klimata: prirodnye i svyazannye s nimi tekhnogennye katastrofy. 194 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ 3. Савиных В.П., Малинников В.А., Сладкопевцев С.А., Цыпина Э.М. География из космоса. М.: МИИГАиК, 2000. 224 с. 4. Козодеров В.В., Дмитриев Е.В., Каменцев В.П. Когнитивные технологии дистанционного зондирования в природопользовании. М.: Мин. обр. науки РФ, МГУ имени М.В. Ломоносова, Тверской гос. ун-т, 2016. 279 с. 5. Роберт А. Шовенгерт. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений. М.: Техносфера, 2010: 560 с. 6. Электронный ресурс: http://government.ru/ docs/28653/. 7. Электронный ресурс: http://minsvyaz.ru/uploaded/ files/pasport-plana.pdf. 8. Кошкин Р.П. Беспилотные авиационные системы. М.: Стратегические приоритеты, 2016. 676 с. 9. Бабашкин Н.М., Кадничанксий А.А., Нехин С.С. Топографическая аэросъемка в России // Геоматика, 2016. №1. С. 30–36. Еnvironmental and climate Change: natural and related man-made disasters. Moscow: IGEM RAS, 2007: 200 p. [In Russian]. 3. Savinykh V.P., Malinnikov V.A., Sladkova S.A., Tsypin E.M. Geografiya iz kosmosa. Geography from space. Moscow: Moscow State University of Geodesy and Cartography, 2000: 224 р. [In Russian]. 4. Kozoderov V.V., Dmitriev E.V., Kamentsev V.P. Kognitivnye tekhnologii distantsionnogo zondirovaniya v prirodopol'zovanii. Cognitive of remote sensing technology in environmental management. Мoscow: Ministry of education and science of the Russian Federation, Lomonosov Moscow state University, Tver state University, 2016: 279 p. [In Russian]. 5. Robert A. Lowengart. Distancionnoe zondirovanie. Modeli i metody obrabotki izobrazhenij. Remote sensing. Models and methods of image processing. Moscow: Technosphere, 2010: 560 p. [In Russian]. 6. URL: http://government.ru/docs/28653. 7. URL: http://minsvyaz.ru/uploaded/files/pasport-plana. pdf. 8. Koshkin R.P. Bespilotnye aviacionnye sistemy. Unmanned aircraft systems. Moscow: Eds. «Strategic priorities», 2016: 676 p. [In Russian]. 9. Babashkin N.M., Kadnichanskiy A.A., Nekhin S.S. Topographical aerial photograph in Russia. Geomaticа, 2016, 1: 30–36. [In Russian]. 195
