Системы лазерные координатно-измерительные сканирующие авиационные Leica TerrainMapper-L, Leica TerrainMapper-LN, Leica TerrainMapper-O

Назначение

Системы лазерные координатно-измерительные сканирующие авиационные Leica TerrainMapper-L, Leica TerrainMapper-LN, Leica TerrainMapper-O (далее - сканеры) предназначены для измерения приращения координат и определения трехмерных координат точек земной поверхности, инженерных объектов и сооружений с борта авиационного носителя.

Описание

Принцип действия сканеров основан на системе вращающихся в противоположных направлениях оптических клиньев. Импульсы лазерного излучения проходят через оптические клинья и направляются на объекты местности. При этом, развертка и «рисунок » сканирования на местности зависят от скорости вращения клиньев. Стандартный «рисунок» - круговой; возможны также синусоидальный и «лепестковый».

Отраженные от объектов местности сигналы улавливаются приемником излучения и преобразуются в цифровую форму. При этом также регистрируются время прохождения сигнала, углы поворота клиньев, и интенсивность отраженного сигнала. Углы поворота клиньев измеряются специальными кодовыми датчиками (encoder), установленными на оси вращения клиньев.

Одновременно с этим записываются данные, поступающие от системы навигации и позиционирования - измерения от ГНСС-приемника, на основании которых вычисляются текущие координаты носителя, и измерения инерциального измерительного устройства IMU (углы наклона и ускорения относительно осей системы координат IMU). При дальнейшей постобработке по этим данным вычисляются уточненные координаты и углы ориентации сканеров (траектория).

Данные всех компонентов сканеров синхронизированы по времени с помощью метки времени, полученной от ГНСС приемников. Это позволяет в дальнейшем, на основании данных о положении и ориентации сканеров, вычислить пространственное положение каждой точки местности, от которой отразился соответствующий импульс. Таким образом формируется так называемо «облако точек лазерных отражений (ТЛО)», то есть совокупность точек, соответствующих точкам отражения импульсов от объектов местности. Для каждой точки известны пространственные координаты, вычисленные в заданной системе координат, и интенсивность отраженного сигнала.

Конструктивно сканеры построены по модульному принципу и состоят из:

- сканирующего блока, включающего в себя лазерный импульсный дальномер, сканирующую систему, состоящую

из гальвомоторов и вращающихся оптических клиньев, а также систему навигации и позиционирования (состоящую из

высокоточного ГНСС-приемника и инерциального измерительного устройства IMU);

- блока системного контроллера, обеспечивающего управление работой всего комплекса и регистрацию данных;

- консоли оператора;

- дисплея пилота;

- гиростабилизирующей платформы.

Сканеры изготавливаются в трех модификациях - Leica TerrainMapper-L, Leica TerrainMapper-LN, Leica TerrainMapper-O. Модификации отличаются максимальной высотой съемки, погрешностью определения координат точек земной поверхности, и количеством цифровых камер, дополнительно устанавливаемых в том же корпусе.

Управление сканерами осуществляется оператором со специальной консоли оператора (управляющего компьютера), соединенного кабелями со сканером.

Определение взаимного положения и ориентации инерциальной системы и сканирую -щей системы (оптических клиньев) производится при изготовлении и заводской калибровке с использованием средств измерений, не входящих в состав сканеров.

Определение взаимного положения антенны ГНСС-приемника и инерциальной системы производится при установке сканеров на борту воздушного судна с использованием средств измерений, не входящих в состав сканеров.

Сканеры не имеют специальной пломбировки ; все винты, обеспечивающие доступ к компонентам, могущим повлиять на изменение характеристик системы, заливаются специальным лаком.

Общий вид сканеров, с указанием места нанесения знака утверждения типа, представлен на рисунках 1 и 2.

Место размещения знака утверждения типа

Рисунок 2 - Общий вид сканирующего блока

а - сканирующий блок

б - блок системного контроллера СС43

в - консоль оператора OC60

г - дисплей пилота PD60

д - гиростабилизирующая платформа PAV100

Рисунок 1 - Общий вид сканеров

Программное обеспечение

Сканеры поставляется со встроенным программным обеспечением (далее ПО) FlighPro. С помощью указанного программного обеспечения осуществляется управление режимами работы, обработка сигналов, получение функций измеренных величин и вывод измерений на дисплей. Вычислительный алгоритм «FlighPro» расположен в заранее скомпилированных бинарных файлах. «FlighPro» блокирует редактирование для пользователей и не позволяет удалять, создавать новые элементы, или редактировать отчеты. Средства для программирования или изменения метрологически значимых функций отсутствуют.

Разделение на метрологически значимое и не значимое ПО не произведено.

Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077 - 2014.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Таблица 3 - Технические характеристики

Продолжение таблицы 3

Знак утверждения типа

наносится на боковую панель сканирующего блока и на титульный лист руководства по эксплуатации в виде наклейки типографским способом.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность сканеров

Поверка

осуществляется по документу 651-19-021 МП «Системы лазерные координатно-измерительные сканирующие авиационные Leica TerrainMapper-L, Leica TerrainMapper-LN, Leica TerrainMapper-O. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИФТРИ» 14 июня 2019 г.

Основные средства поверки:

- рабочий эталон 1-го разряда - эталонные комплекты СИ приращений координат в диапазоне длин от 1 до 50 км по Государственной поверочной схеме для координатновременных средств измерений в соответствии с Приказом федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 2831 от 29.12.2018 с известными значениями координат в системах координат ПЗ-90.11, ГСК-2011, WGS-84, предел абсолютной допускаемой погрешности измерений взаимного положения смежных пунктов (1+5-10’7-L) мм, где L - расстояние между пунктами в мм;

- тахеометр электронный эталонный Leica ТМ 30, допускаемое СКО измерений углов - 0,5", допускаемое СКО измерений расстояний 0,6+140-60 мм, регистрационный номер 40890-09 в Федеральном информационном фонде.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых сканеров с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в виде наклейки или оттиска поверителя.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

Техническая документация фирмы-изготовителя