Аэрометоды в радиолокационном нивелировании

Радиолокационное нивелирование используют при нивелировании земной поверхности с самолета или другого летательного аппарата. Этот метод применяют для построения профиля местности и определения высот фотографирования при аэрофотосъемке. Он основан на непрерывном измерении расстояния с самолета до поверхности земли с помощью излучаемого передатчиком электромагнитного сигнала и приема его после отражения от подстилающей поверхности. Регистрируется время нахождения сигнала на двойном пути. В радиолокационном нивелировании используют скорость распространения прямых и отраженных электромагнитных волн от источника радиоизлучения до исследуемой точки. Погрешность в определении высот в зависимости от условий съемки достигает 2 - 5 м (до 10 м).

Аэроизыскания представляют собой комплекс специальных воздушных, наземных полевых и камеральных работ, направленных на получение исходной топографической, инженерно-геологической, гидрогеологической, гидрометеорологической, экономической и других видов информации, необходимой для разработки проектов объектов строительства. В 90-е годы данный метод активно использовался для создания растровых планов местности как основы для ведения кадастра. Опыт, накопленный в области применения аэрометодов при изысканиях, показывает их эффективность по сравнению с традиционными методами сбора информации как в части значительного снижения трудоёмкости и сокращения сроков изысканий, так и в части широты охвата различных видов информации. Как любой вид изысканий данный метод включает в себя три последовательных этапа: подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительный период осуществляется сбор имеющейся на район изысканий топографической информации и материалов аэросъёмок прошлых лет, на основании которых обосновывают полосу варьирования конкурентносособных вариантов трассы и составляют проект производства аэросъёмочных, полевых и камеральных аэрофотогеодезиеских работ.

В полевой период производят наземные геодезические работы по созданию планово-высотного обоснования аэросъёмок, закрепление и маркировку точек опорной сети, различные виды аэросъёмочных работ, привязку и дешифрирование аэрофотоснимков.

В камеральный период выполняют полную обработку результатов геодезических измерений, фотограмметрическое сгущение геодезического съёмочного обоснования методами аналитической фототриангуляции, стереофотограмметрические работы по получению информации о рельефе и изготовлению топографических планов. Важным этапом аэрогеодезических изысканий является дешифрирование - выявление и раскрытие содержания различных объектов и элементов местности по их изображениям на снимках, их качественных и количественных характеристик, своеобразных свойств и особенностей.

При инфракрасной аэросъёмке регистрируется электромагнитное излучение в диапазоне длинн волн 0,7 -12 мкм, которое излучают или отражают различные объекты местности. Инфракрасное излучение, как носитель информации близко к свету и радиосигналам, зависит от температуры источника излучения, характеризует его вещество и состояние. Оно выявляет внутренние свойства объектов, позволяет изучать процессы в верхнем слое Земли. Инфракрасные системы имеют оптическую часть, приёмное устройство, устройство обработки и выдачи информации. Российский тепловизор «Вулкан» производит аэрофотосъёмку преимущественно в средней инфракрасной зоне спектра, а тепловизор шведской фирмы «AGA» - в дальней инфракрасной зоне спектра. Их применение особенно эффективно при выявлении и изучении переувлажнённых и мерзлотных участков земной поверхности, течений грунтовых вод, гидрологии мелководий и речных отложений, выделении отдельных горных пород.

Одним из современных методов сбора и обработки данных о местоположении объектов и рельефе местности, а также их качественных и количественных характеристиках, является метод на основе лазерной локации и цифровой аэрофотосъёмки. В основе технологии лежит выполнение синхронного маршрутного лазерно-локационного сканирования местности и цифровой аэрофотосъемки в составе следующего комплекта оборудования:

• -    Лазерного сканера ALTM-1210 с разверткой лазерного луча в одной плоскости и частой выполнения измерений 5 Кгц. Угол сканирования может

быть задан в диапазоне ± 20 ° , а частота сканирования может меняться от 0 до 28 Гц. На основании данных этой подсистемы можно вычислить расстояние между излучателем и объектом отражения, а также угол в плоскости сканирования, куда был направлен луч в момент излучения;

• -    Инерциальной системы, датчики которой установлены в одном блоке с лазерным сканером. На основании данных этой подсистемы можно вычислить параметры ориентации летательного аппарата (датчиков инерциальной системы, лазерного сканера и фотоаппарата) относительно определенной системы координат;

• -    GPS-приемника на основе данных которого осуществляется синхронизация времени работы всех подсистем, а также вводится единая система координат и рассчитывается траектория полета летательного аппарата.

Для выполнения съемки создаются базовые GPS-станции, данные которых используются для вычисления дифференциальных поправок при определении траектории летательного аппарата. Для определения траектории летательного аппарата и уточнения угловых данных инерциальной системы, применяется метод совместной обработки GPS-данных и данных инерциальной системы. Применение такого метода расчета значительно повышает точность определения угловых параметров и местоположения.