vestnik Журнал "Вестник Сибирского государственного университета геосистем и технологий (СГУГиТ)" 2411-1759 ФГБОУ ВО "Сибирский государственный университет геосистем и технологий (СГУГиТ)" RU https://vestnik.sgugit.ru 10.33764/2411-1759-2023-28-2-47-59 Дистанционное зондирование земли, фотограмметрия Определение изменений траектории и ориентации беспилотных летательных аппаратов по перекрывающимся снимкам В. Г. Андронов Андронов В. Г. А. А. Чуев Чуев А. А. Юго-Западный государственный университет, г. Курск, Российская Федерация 2023 28 2 47 59 © В. Г. Андронов, А. А. Чуев, 2023 2023 В. Г. Андронов, А. А. Чуев Эта статья дотупна по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная. В статье рассмотрена методика определения нештатных изменений траектории и ориентации беспилотных летательных аппаратов в условиях потери сигналов от спутников в интересах повышения точности навигационного обеспечения их выхода в заданную точку маршрута горизонтального полета. Разработанная методика основана на функциональной связи разности параллаксов смежных пар снимков, получаемых бортовой фотокамерой беспилотных летательных аппаратов в процессе полета, с их отклонениями от горизонтальной траектории и изменениями ориентации. Полученные аналитические соотношения позволяют для каждой соответственной точки пары снимков сформировать и решить систему двух нелинейных уравнений с пятью неизвестными, в качестве которых используются отклонения беспилотных летательных аппаратов по высоте и направлению полета и их углы тангажа, крена и рыскания, приближенные значения которых определены инерциальной системой навигации. Представлены процедуры уточнения этих параметров, основанные на математической обработке результатов измерений плоских координат соответственных точек по методу наименьших квадратов. Предложенный подход позволяет в два раза уменьшить минимальное число обрабатываемых точек и обеспечивает точность определения отклонений беспилотных летательных аппаратов от горизонтальной траектории и изменений его угловой ориентации, соизмеримую с точностью спутниковой навигации. аэрофотосъемка беспилотный летательный аппарат навигация параллакс изображений девиации беспилотных летательных аппаратов aerial photography unmanned aerial vehicle navigation parallax images deviation of unmanned aerial vehicles 1. Мельничук Ю. Ю. Аэрофотосъемка с беспилотных летательных аппаратов // Землеустройство и кадастры: актуальные проблемы и пути их решения: сб. науч. тр. молодых исследователей. – Волгоград : Волгогр. гос. аграр. ун-т, 2019. Вып. 1. – С. 62–65. 2. Gairabekov G., Hamzatov A. I., Mishieva A. T., Ibragimova E. I., Gayrabekova A. I. Development of a digital surface model and a digital terrain model based on ERS data // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 905: 3rd International Symposium on Engineering and Earth Sciences (ISEES 2020). – 2020. – P. 12025. – DOI 10.1088/1757-899x/905/1/012025. 3. Stødle D. et al. High-performance visualisation of UAV sensor and image data with raster maps and topography in 3D // International Journal of Image and Data Fusion. – 2014. – Vol. 5, No. 3. – P. 244–262. 4. Koeva M. et al. Using UAVs for map creation and updating. A case study in Rwanda // Survey Review. – 2018. – Vol. 50, № 361. – P. 312–325. 5. Elkaim G. H., Lie F. A. P., Gebre-Egziabher D. Principles of guidance, navigation, and control of UAVs// Handbook of Unmanned Aerial Vehicles. – Springer, 2015. – P. 347–380. 6. Rehak M., Mabillard R., Skaloud J. A micro-UAV with the capability of 137 direct georeferencing // ISPRS Archives, 2013. 7. Canis B. Unmanned aircraft systems (UAS): Commercial outlook for a new industry. – Congressional Research Service Washington, DC, 2015. 8. Chudley T. R. et al. High-accuracy UAV photogrammetry of ice sheet dynamics with no ground control // Cryosph. Copernicus GmbH, 2019. Vol. 13, № 3. – P. 955–968. 9. Веремеенко К. К., Кошелев Б. В., Соловьев Ю. А. Анализ состояния разработок интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем // Новости навигации, 2010. – № 4. – С. 32–41. 10. Андронов В. Г., Чуев А. А., Князев А. А. Определение и оценка уровня отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории по изображениям подстилающей поверхности // Изв. Юго-Западного государственного ун-та. Сер. Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. – 2022. – № 1 (12). – С. 129–144. 11. Андронов В. Г., Чуев А. А., Князев А. А. Модель параметров отклонений маршрута полета беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории // Изв. Юго-Западного государственного ун-та. – 2021. – № 25 (4). – С. 145–161. – Режим доступа: https://doi.org/10.21869/2223-1560-2021-25-4-145-161. 12. Салычев О. С. Автопилот БПЛА с инерциальной интегрированной системой – основа безопасной эксплуатации беспилотных комплексов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.teknol.ru/trash/uav_autopilot_salychev_2602182965.pdf. 13. Лобанов А. Н. Фотограмметрия. – М. : Недра, 1984. – 552 с. 14. Коршунов Р. А., Носков В. В., Погорелов В. В. Нецентральная обратная фотограмметрическая засечка // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2013. – № 5. – С. 67–71. 15. Ессин А. С., Ессин С. С. Разработка методики пространственной фотограмметрической обработки материалов цифровой аэрофотосъемки, полученной с беспилотного летательного аппарата // ГЕО-Сибирь-2007. III Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 25–27 апреля 2007 г.). – Новосибирск : СГГА, 2007. Т. 3. – С. 48–52. 16. Захлебин А. С. Метод обработки материалов аэрофотосъемки для построения геопривязанного ортофотоплана местности с телевизионной камеры беспилотного летательного аппарата DJI Phantom 4 PRO // Доклады АН ВШ РФ. – 2021. – № 4 (53). – C. 26–35. 17. Визильтер Ю. В., Желтов С. Ю., Бондаренко А. В., Ососков М. В., Моржин А. В. Обработка и анализ изображений в задачах машинного зрения. – М. : Физматкнига, 2010. – 672 с. 18. Мустаев А. Ф. Использование технологии «машинного зрения» для управления БПЛА // Междунар. науч. журнал «Вестник науки». – 2019. – Т. 5, № 12 (21). – С. 195–198. 19. Зоев И. В., Марков Н. Г., Рыжова С. Е. Интеллектуальная система компьютерного зрения беспилотных летательных аппаратов для мониторинга технологических объектов предприятий нефтегазовой отрасли // Изв. Томского политехнического ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – Т. 330, № 11. – С. 34–49. 20. Степанов Д. Н. Методы и алгоритмы определения положения и ориентации беспилотного летательного аппарата с применением бортовых видеокамер // Программные продукты и системы. – 2014. – № 1.– С. 150–157. 21. Добрынин Н. Ф., Пимшина Т. М. Взаимное ориентирование аэроснимков с новым сочетанием угловых элементов в стереопаре // Инженерный вестник Дона. – 2014. – 2(29). – С. 43. 22. Овчинникова Н. Г., Медведков Д. А. Применение беспилотных летательных аппаратов для ведения землеустройства, кадастра и градостроительства // Экономика и экология территориальных образований. – 2019. – Т. 3, № 1. – С. 98–108. 23. Баклыков М. А. Применение модифицированных дронов при проведении топографо-геодезических работ // Автоматизация в промышленности. – 2020. – № 2. – С. 19–21. 24. Раков Д. Н., Никитин В. Н. Выбор цифрового неметрического фотоаппарата для беспилотного аэрофотосъемочного комплекса // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : сб. молодых ученых СГГА (Новосибирск, 10–20 апреля 2012 г.). – Новосибирск : СГГА, 2012. – С. 27–36.