Математична модель руху аерознімального комплексу на базі легкого літального апарату в умовах турбулентної атмосфери. Методика дослідження його руху з використанням різних моделей атмосфери. Картографування і моніторинг з використанням літальних апаратів.
Аннотация к работе
Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукСучасні наукові дослідження в сфері фотограмметрії та дистанційного зондування, зокрема в галузі картографування та моніторингу, скеровані на розробку нових ефективних методів аерофотознімання з використанням сучасних цифрових технологій та методів. Крупномасштабне знімання локальних обєктів таких як карєри, шламосховища, техногенні родовища, населені пункти, лінійні обєкти потребують високої оперативності виконання робіт і одночасно не в змозі забезпечити низьку вартість виконання робіт через використання дорогого аерофотознімального обладнання. В такому випадку перспективним є виконання АФЗ з використанням легких літальних апаратів (ЛЛА), в тому числі мотодельтапланів, що значно скорочує витрати на аерофотознімальні роботи та забезпечує мобільність моніторингу. Необхідно зазначити, що погодження польотів для ЛЛА проводиться за спрощеною схемою, підготовка та виконання АФЗ з використанням ЛЛА не потребує стаціонарного аеродрому та високопрофесійного обслуговуючого персоналу. Перші розробки аналогічних знімальних комплексів в Україні виконано колективом вчених Національного університету "Львівська політехніка" у складі: В.М.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та методи її досягнення, визначено наукову новизну та практичне значення досліджень, коротко розкрито основний зміст роботи.Метою цього розділу є визначення основних факторів, які слід врахувати при розробці АФЗК та технології виконання АФЗ на базі ЛЛА. Сучасний стан ринку картографічної продукції потребує розробки технології, яка задовольнятиме одночасно багатьом вимогам, серед яких швидкість отримання даних, точність та якість даних, досягнення певного економічного ефекту. Альтернативою, у теперішній час, коли відсутній сучасний та економічний літак для виконання АФЗ, є використання ЛЛА, перш за все мотодельтапланів. Апаратура АФЗК є значно простішою, висоти знімання меншими а функціонувати комплекс може за несприятливих погодних умовах. В розділі на основі детального аналізу запропоновано наступні елементи аерознімального комплексу на базі ЛЛА: аерофотоапарат, супутниковий GPS - приймач та датчик вертикалі.Запропоновано використання наступних систем координат в наступній послідовності: інерціальна система координат (і-система), початок в центрі мас Землі; земна геоцентрична система (з-система); горизонтальна навігаційна система (н-система); система координат тіла (т-система). Орієнтування встановлюється трьома кутами (крен ?, тангаж ?, курс ?), що необхідні для звязку вектору в т-системі з вектором в н-системі. Звязок між н-системою та з-системою встановлено через поняття переносної швидкості ?нзн - зміна положення н-системи відносно з-системи: , (2) де B, L, H - геодезичні координати: VE VN - східна та північна складові швидкості; M, N - середні радіуси земного еліпсоїда. Повна система рівнянь руху ЛЛА складається з: 1. динамічних рівнянь руху центра мас (співвідношень, які звязують компоненти прискорення центру мас ЛЛА з діючими на нього силами); Динамічні рівняння обертаючого руху навколо центру мас зазвичай записується у н-системі координат у вигляді: (5) де Jx, Jy, Jz - моменти інерції відповідно осей т-системи; ?x, ?y, ?z Mx, My, Mz - проекції вектору кутової швидкості і моментів зовнішніх сил на осі т-системи.З метою розробки технології отримання стандартних планових аерофотознімків з використанням ЛЛА в розділі вирішено наступні завдання: - обрано тип і конструкцію ЛЛА, тип крила; виконано експериментальне тестування устаткування, вирішено навігаційно - пілотажні завдання; Детальний аналіз обумовив вибір ЛЛА типу мотодельтаплан, зокрема - Т-2М, як такий, що має найкращі показники. Комплекс обладнання для виконання АФЗ має у своєму складі незалежний модуль аерофотоустановки, командний прилад, датчик температури повітря, годиник, авіагоризонт, покажчик курсу, варіометр, GPS, радіостанцію. У ході розробки було проведено аналіз впливу зовнішніх коливань, аналіз впливу коливань на камеру, вирішено питань уникнення вібрації та виконано дослідно-експериментальні польоти.Використовуючи розроблену аерофотоустановку та виконуючи АФЗ згідно з запропонованою технологічною схемою, визначимо загальну технологію робіт при виконанні картографування, табл. При зніманні з малих висот пора року проведення АФЗ практично не має особливого значення, однак найбільш ефективний час знімання рання весна, пізня осінь та безсніжна зима.Підвищення інтенсивності розробки карєрів, зростання їх виробничої потужності та значне збільшення геометричних параметрів потребує розробки та впровадження найбільш продуктивної техніки виконання маркшейдерських робіт. Застосування АФЗ дозволяє згустити знімальну геодезичну мережу, отримати цифрову модель карєру, розрахувати обєм корисних копалин та скласти графічні плани гірничих робіт і промислових майданчиків. АФЗК було використано при створенні топографічних планів: “Полтавський ГЗК” карєр, відвал, шламосховище, відвали м.