МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОБОСНОВАНИЮ ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ СРЕДСТВ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ В ОБОРОННОЙ СФЕРЕ
МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОБОСНОВАНИЮ ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ СРЕДСТВ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ В ОБОРОННОЙ СФЕРЕ
Гущина Мария Владимировна
аспирант, Высшей школы сервиса и торговли Институт промышленного менеджмента, экономики и торговли Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого,
РФ, г. Санкт-Петербург
Одинцов Алексей Юрьевич
адъюнкт, Кафедра фототопографии и фотограмметрии Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского,
РФ, г. Санкт-Петербург
Гребенников Дмитрий Васильевич
слушатель, Кафедра фототопографии и фотограмметрии Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского,
РФ, г. Санкт-Петербург
METHODOLOGICAL APPROACH TO SUBSTANTIATING THE PROSPECTS FOR THE USE OF NEW GEODETIC MEASUREMENT TOOLS IN THE DEFENSE SECTOR
Maria Gushchina
Postgraduate student, Higher School of Service and Trade Institute of Industrial Management, Economics and Trade Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,
Russia, St. Petersburg
Alexey Odintsov
Associate Professor, Department of Phototopography and Photogrammetry Military Space Academy named after A.F. Mozhaisky,
Russia, St. Petersburg
Dmitry Grebennikov
Listener, Department of Phototopography and Photogrammetry Military Space Academy named after A.F. Mozhaisky,
Russia, St. Petersburg
АННОТАЦИЯ
Современные автоматизированные средства геодезических измерений представлены большим количеством новых приборов и программных продуктов. Для применения их в оборонной сфере предлагается методический подход, основанный на исследовании внешних и внутренних факторов. Приводится описание методического подхода и на примере наземного лазерного сканирования. Приводится пример определения подобных перспектив.
ABSTRACT
Modern automated means of geodetic measurements are represented by a large number of new devices and software products. To apply them in the defense sphere, a methodological approach based on the study of external and internal factors is proposed. A description of the methodological approach is also given on the example of ground-based laser scanning. An example of the definition of such prospects is given.
Ключевые слова: наземное лазерное сканирование, перспективы применения, методический подход внутренние факторы, внешние факторы.
Keywords: ground-based laser scanning, application prospects, methodological approach, internal factors, external factors.
Современные технологии выполнения топографо-геодезических работ характеризуются высокой автоматизацией полевых и камеральных процессов. При создании топографических и кадастровых планов они показывают высокую эффективность и низкую стоимость выполнения работ при больших объемах территорий [1, с.148-149]. При этом точность и достоверность создания топографической продукции соответствует основным нормативным документам [2, с.160].
Однако применение в практике подобных приборов может быть ограничено нормативными документами, которые не предусматривают применения подобных приборов и технологий в рассматриваемой сфере. Одной из таких сфер является сфера обороны. при этом для внесения изменений в нормативную документацию требуется соответствующее научное обоснование, которое будет давать исчерпывающее представление о способах, правилах и условиях применения того или иного метода на практике.
В результате анализа научной и методической литературы [4, с.40-46], а также на основе проведенных исследований был разработан методический подход к обоснованию перспектив применения новых средств геодезических измерений в оборонной сфере. Данный методический подход предназначен для объективной оценки внутренних и внешних факторов, влияющих на условия применения рассматриваемого средства, а также выявления аналогий в практике народного хозяйства. Предлагаемый методический подход в настоящей статье был апробирован на технологии наземного лазерного сканирования (НЛС) и в процессе описания основных этапов подхода будут рассматриваться примеры применения на основе полученных данных. Методический подход состоит из трех основных этапов.
На первом этапе определяется цель исследования, (в рассматриваемом случае исследуются перспективы применения наземного лазерного сканирования при изучении и оценки местности в целях обороны), задачи исследования и оцениваются ожидаемые результаты.
При определении задач исследования необходимо:
– определить факторы влияющие на систему сканирования;
– установить способы применения наземного лазерного сканирования;
– изучить применяемые наземные лазерные сканирующие системы;
– подвести итоги исследования на анализе применения систем в различных сферах деятельности.
На втором этапе оцениваются условия исследования, т.е. определяется набор внутренних и внешних факторов, которые в ходе выполнения задачи по предназначению корректному функционированию средства.
В рассматриваемом случае к внутренним условиям можно отнести такие условия, которые связаны непосредственно с наземным лазерным сканером и могут повлиять на конечный результат работ. К таким условиям можно отнести конструктивные особенности НЛС, правильность его юстировки, исправность электронно-оптических или механических частей. Кроме того непосредственное влияние на качество съемки влияет программное обеспечение, которое влияет непосредственно на автоматизацию и оперативность выполнения полевых работ. Также одним из внутренних факторов является человеческий фактор, который выражается в знании и опыте исполнителя, а также в его аккуратности и педантичности при соблюдении технологии.
К внешним условиям относятся такие факторы, которые оказывают влияние на качество измерений и при этом не являются конструктивными. Воздействие окружающей среды проявляется двумя основными факторами, влияющими на точность измерения НЛС [3, с.104]:
климатическое воздействие: температура; влажность; давление и т. д.
внешнее воздействие: механическое; электромагнитное; радиационное;
пыль; туман и т. д.
В большей степени вышеперечисленные факторы влияют на точность измерения расстояний и в меньшей - на измерения угловых величин, так как применяемый в НЛС в качестве источника излучения лазер, в первую очередь, сильно подвержен влиянию атмосферных условий и особенно температурному фактору.
Ввиду конструктивных и физических возможностей любой лазерный излучатель требует определенной стабильной рабочей температуры действия, поэтому производители НЛС снабжают лазеры системой климатического контроля, позволяющей поддерживать рабочую температуру внутри прибора. Также необходимо отметить влияние атмосферы, особенно ее приземного слоя, на распространение лазерного луча в пространстве. В этом слое происходят значительные изменения плотности воздуха и значительные перемещения воздушных масс, что приводит к уменьшению скорости распространения света и изменению направления излучения (явление рефракции), а также к уменьшению интенсивности сигнала лазерного отражения [3, с.160].
К влиянию окружающей среды на точность измерений НЛС можно отнести такие факторы как влияние разного рода излучений, а также пыли и песка.
Такие влияния внешней среды, как солнечная радиация, электромагнитные паразитные наводки и др., можно отнести к мало влияющим на точность измерения НЛС факторам.
Еще одним фактором влияния внещней среды является геометрическое свойство измеряемого объекта. К таким условиям относятся: форма и отражательная способность измеряемого объекта, а также диаметр пятна лазерного луча. Фактор влияния свойств измеряемого объекта проявляется только в погрешности измерения расстояний.
На третьем этапе исследуются научные публикации по тематике проводимых исследований для рассматриваемого набора исходных данных. Для рассматриваемого примера необходимо найти похожие исследования перспектив применения наземного лазерного сканирования при изучении и оценки местности по материалам открытых публикаций как в гражданском, так и военном секторе.
На четвёртом этапе полученные результаты систематизируются в единый документ, обсуждаются в научном сообществе (с привлечением специалистов по профилю исследований) и оформляются по установленной форме.
Структурная схема разработанного методического подхода представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Содержание методического подхода к обоснованию перспектив применения новых средств геодезических измерений в оборонной сфере
Разработанный методический подход позволяет объективно оценивать перспективные геодезических измерений, которые в дальнейшем планируются к использованию в сфере обороны. Используя данный методический подход представляется возможным объективно оценить основные направления применения наземного лазерного сканирования при выполнении мероприятий по изучению и оценки местности в условиях современных военных угроз.
Применение методического подхода позволяет утверждать, что основные направления применения технологий наземного лазерного сканирования при выполнении топографо-геодезических работ в оборонной сфере. К таковым направлениям относятся:
– создание крупномасштабных топографических планов местности;
– создание трехмерных моделей местности;
– создание карт горных проходом и заглубленных сооружений;
– создание специальных карт и фотодокументов;
– подготовка данных для различных видов прецизионного оружия;
– получение дополнительной информации для повышения достоверности камерального дешифрирования.
Данные направления затрагивают сразу несколько технологий создания топографо-геодезической информации, которая необходима для обеспечения войск. В рассматриваемых направлениях существующие технологии создания топографической информации возможно серьезно ускорить, повысить точность, достоверность и снизить трудоемкость.
Вместе с тем при более детальном рассмотрении перспектив целесообразно рассматривать и такие особенности применения как:
– рассматриваемые условия оперативно-тактической обстановки;
– характерные особенности функционирования выбранной системы:
– технологические особенности создания требуемого вида информации;
– границы спектра применяемых приборов данного класса.
Разработанный методический подход позволяет решать задачи теоретических исследований и выявлять требования к новым образцам, планируемым к применению в оборонной сфере.
Список литературы:
- Золотарев И.И. Экономическое обоснование стоимости топографо-геодезических работ с применением лазерного сканирования [Текст] / И.И. Золотарев, Л.В. Тишкова, А.В. Середович // ГЕО-Сибирь-2007: Сб. материалов III Междунар. научн. конгресса «Гео-Сибирь-2007», 25-27 апр. 2007 г., г. Новосибирск, Т. 6. Новосибирск: СГГА, 2007. С. 148 – 149.
- Инструкция по топографической съёмке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 / Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР. М.: Недра, 1982. 160 с.
- Комиссаров А.В. Исследование точности наземных лазерных сканеров. Современные проблемы технических наук. Сборник тезисов докладов Новосибирской межвузовской научной студенческой конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири». Часть 3. Новосибирск. 2004. 104 с.
- Мещеряков Е.М., Батырев В.В. О последовательности разработки научно-методических основ для выработки требований к системам и средствам // Технологии гражданской безопасности. 2012. Т. 9. № 1.С. 40 –46.