БЕСПИЛОТНИКИ (БПЛА): НЕЗАМЕНИМЫЕ ПОМОЩНИКИ

DRONES (UAV): INDEPENDABLE ASSISTANTS

Anna Ryabova

1st year student, general education department, South Yakutsk Technological College,

Russia, RS (Y), Neryungri

Ekaterina Zabirova

1st year student, general education department, South Yakutsk Technological College,

Russia, RS (Y), Neryungri

Olga Lyubar

scientific supervisor, computer science teacher, department of information technology and socio-economic disciplines, South Yakutsk Technological College,

Russia, RS (Y), Neryungri

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается разработка беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), как динамично развивающегося направления. Принципы работы, разнообразие БПЛА и основные области применения аппаратов разного типа.  Проведение аэрофотосъемки и аэровидеосъемки, а также мониторинг различных параметров окружающей среды с использованием БПЛА.

ABSTRACT

The article discusses the development of unmanned aerial vehicles (UAVs) as a dynamically developing area. Operating principles, variety of UAVs and main areas of application of various types of devices. Carrying out aerial photography and aerial video recording, as well as monitoring various environmental parameters using UAVs.

Ключевые слова: БПЛА; самолетный и вертолетный тип БПЛА; аэрофотосъёмка.

Keywords: UAV; aircraft and helicopter type UAV; aerial photography.

Совсем недавно беспилотные летательные аппараты казались фантастикой. Сегодня – это реальная практика, ведь дроны используются повсеместно: в качестве игрушек и помощников, в сельском хозяйстве и армии.

Если внимательно посмотреть по сторонам, роль БПЛА в жизни человека становится все разнообразней. Действительно, они становятся все более распространенным компонентом современных городских пейзажей.

Основной областью применения аппаратов БПЛА является проведение аэрофотосъемки и аэровидеосъемки, а также мониторинг различных параметров окружающей среды с использованием дополнительного оборудования на борту. Имея небольшой размер, БПЛА могут выполнять полет в условиях ограниченного пространства, а также в местах, нахождение в которых представляет угрозу для жизни человека.

Основным направлением при разработке БПЛА является повышение автономности полета, что в свою очередь увеличивает надежность аппарата, обеспечивает простоту в использовании, не требуя высокого уровня квалификации оператора, а также снижает общие затраты на выполнение задания.

До начала XXI века, БПЛА в основном представляли собой летательные аппараты самолетного типа и военного назначения. Это связано с тем, что электроника тех времен была достаточно дорогой и громоздкой. БПЛА в последнее время уделяется все больше внимания, они применяются в самых разных областях человеческой деятельности, что положительно сказывается на их технологическом развитии. Стоит отметить целый ряд преимуществ БПЛА по сравнению с другими средствами, предназначенными для проведения аэрофотосъемки. Одно из таких преимуществ — высокое разрешение съемки, получаемое за счет малой высоты полета и позволяющее детальнее отобразить особенности рельефа. Также немаловажным фактором является оперативность самого процесса, который от момента выезда на местность до получения данных обычно занимает всего несколько часов.

Разнообразие БПЛА. Беспилотные летательные аппараты принято подразделять на типы, вертолетные и самолетные, каждый из которых сконструирован для выполнения своего ряда задач. Самолетный тип (Рис.1) используется в основном для создания ортофотопланов, цифрового моделирования местности и мониторинга линейных объектов.

Рисунок 1. БПЛА самолетного типа

Рисунок 2. БПЛА вертолётного типа

Так как беспилотные летательные аппараты появились совсем недавно, они еще не имеют единой общемировой классификации, на данный момент их принято подразделять по основным характеристикам: дальность полета, радиус действия, взлетная масса, грузоподъёмность, назначение [1, с. 12].

На данный момент в производстве используются две системы компоновки самолетных беспилоных летающих аппаратов: классическая (рис.3) состоящая из фюзеляжа, крыльев и хвоста, и выполняемая по типу «летающего крыла» (рис.4).

Рисунок 3. Самолетный БПЛА, собранный по классической схеме

Рисунок 4. Самолетный БПЛА типа «Летающее крыло»

Выбор БПЛА следует также проводить, исходя из технического задания и исследуемого объекта. Запуск БПЛА невозможен без наземной станции управления и специального программного обеспечения. Выполнение полетов происходит по следующей схеме:

1. Проектируется полетное задание.

2. Осуществляется подготовка к полету.

3. Выполняется сам полет, что может подразумевать запуск и отмену запуска, корректировку полетного задания во время полета, возврат борта, посадку, полет по требованию, дистанционное управление.

4. Выполнение действий после приземления: запись данных съемки и проведение анализа полета.

К сожалению, проведение беспилотной съемки не всегда возможно в силу особенностей рельефа, а иногда требуются дополнительные измерения традиционными геодезическими методами [3, с. 61].

Применение БПЛА помогает упростить подготовительные работы в силу того, что нет необходимости присутствия человека на борту, а значит, снижено влияние человеческого фактора на работу аппарата. Спутниковое навигационное и съемочное оборудование на борту БПЛА обеспечивает получение цифровых снимков сверхвысокого пространственного разрешения.

При применении беспилотных летательных аппаратов для аэрофотосъемки не требуется наличия аэродрома. Запуск производится либо с руки, либо со специально сконструированного для запуска устройства — катапульты (рис. 7).

Рисунок 7. Катапульта для запуска БПЛА

Эксплуатация БПЛА не требует высококвалифицированного технического обслуживания, а мероприятия по обеспечению безопасности на объекте проще, чем при традиционной аэрофотосъемке.

Обработка снимков с БПЛА производится в автоматизированных фотограмметрических системах. Как правило, процесс обработки автоматизирован, однако часть операций производится в ручном режиме. Исходными данными для программ фотограмметрической обработки аэрофотоснимков являются изображения, полученные с БПЛА в процессе аэрофотосъемки, координаты центров фотографирования и координаты опорных точек. Результатами обработки являются:

— облака точек (рис. 8);

— трехмерные модели местности (рис. 9);

— цифровые модели местности (рис. 10).

Рисунок 8. Облако точек

Рисунок 9. Трехмерная модель местности

Рисунок 10. Цифровая модель местности с БПЛА

Также беспилотные летательные аппараты могут применяться в таких областях, как:

• аэрофотосъемка площадных и линейных объектов;
• метереология (метеорологический дрон для частного использования для фотосъемки и для видеосъемки в солнечные дни);
• мониторинг лесных пожаров (оперативный поиск и локализация очагов возгорания с помощью тепловизора; поиск и спасение, координация действий, направленных на помощь пострадавшим);
• мониторинг состояния гидроэлектростанций.

Подводя итоги, можно сказать, что уже на сегодняшний день, несмотря на относительную новизну технологии и некоторые технические недоработки, беспилотные летательные аппараты смогли занять свою нишу. Если развитие данной технологии будет продолжаться в таком же темпе, то можно говорить о том, что уже в следующем десятилетии БПЛА окончательно займут доминирующее положение в качестве инструмента для проведения работ по аэрофотосъемке.

Список литературы:

1. Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние / В.С. Фетисов, Л.М. Неугодникова, В.В. Адамовский, Р.А., Красноперов; под ред. В.С. Фетисова –Уфа: ФОТОН, 2014. – 40 с.
2. Беспилотные летательные аппараты: теория и практика // Съёмка с воздуха [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://rusdrone.ru/blog/arkhiv/bespilotnye-letatelnye-apparaty-teoriya-ipraktika/?sphrase_id=501  (дата обращения: 06.03.2024).
3. Просвирина Н.В., Тихонов А.И. Факторы конкурентоспособности и перспективы развития российского гражданского авиастроения // Московский экономический журнал. 2017. № 3. – 120 с.