Системы лазерные координатно-измерительные сканирующие авиационные Leica

Назначение

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

Описание

Сканеры изготавливаются в двух модификациях Leica TerrainMapper-2 и Leica CityMapper-2, которые выполнены в одинаковом корпусе и имеют идентичные измерительные и точностные характеристики, рабочий диапазон и отличаются количеством цифровых камер, дополнительно устанавливаемых в корпусе и фокусным расстоянием используемых камер.

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, 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.

Для сканирования земной поверхности используется система 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 пост-обработке 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 называемое «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.

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

Определение взаимного положения и ориентации инерциальной системы и сканирующей 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, которые могут повлиять на изменение характеристик системы, заливаются специальным лаком.

Заводской номер сканеров размещается на корпусе сканирующего блока в числовом формате в виде наклейки типографским способом.

Условия эксплуатации сканеров не обеспечивают сохранность знака поверки в течение всего рекомендуемого интервала между поверками при нанесении его на корпус сканеров.

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

а        б       в       г

а - сканирующий блок;

б - консоль оператора OC60;

в - дисплей пилота PD60;

г - гиростабилизирующая платформа Leica PAV100-HPH

Рисунок 1 - Общий вид сканеров

Место размещения знака утверждения типа

Рисунок 2 - Общий вид сканирующего блока

Программное обеспечение

Сканеры поставляются со встроенным программным обеспечением (далее - ПО) FlightPro. С помощью указанного ПО осуществляется управление режимами работы, обработка сигналов, получение функций измеренных величин и вывод информации на дисплей. Вычислительный алгоритм «FlightPro» расположен в заранее скомпилированных бинарных файлах. «FlightPro» блокирует редактирование для пользователей и не позволяет удалять, создавать новые элементы, или редактировать отчеты. ПО «HxMap», устанавливаемое на ПК, предназначено для получение облаков точек лазерных отражений в форматах, пригодных для дальнейшего использования.

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

аблица 2 - Метрологические характеристики

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

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

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность сканеров

Продолжение таблицы 4

Сведения о методах измерений

приведены в приложении 4 Проведение измерений документа «Системы лазерные координатно-измерительные сканирующие авиационные. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

Приказ Росстандарта от 29 декабря 2018 г. № 2831 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для координатно-временных измерений»

Техническая документация изготовителя «Leica Geosystems AG», Швейцария