Bài báo đề xuất một số giải pháp bố trí dải bay khi thiết kế bay chụp ảnh địa hình trong điều kiện sử dụng máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam Xp W/a kết hợp với công nghệ định vị toàn cầu (GPS) và các hệ thống xác định quán tính (IMU), và một số kết quả thu được bước đầu trong điều kiện cụ thể ở nước ta.
Nghiên cứu - Ứng dụng MỘT SỐ GIẢI PHÁP BỐ TRÍ DẢI BAY KHI THIẾT KẾ BAY CHỤP ẢNH ĐỊA HÌNH ĐỂ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ TỶ LỆ LỚN KS TRƯƠNG THANH BÌNH Cục Đo đạc Bản đồ Việt Nam Tóm tắt: Bài báo đề xuất số giải pháp bố trí dải bay thiết kế bay chụp ảnh địa hình điều kiện sử dụng máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam Xp W/a kết hợp với cơng nghệ định vị tồn cầu (GPS) hệ thống xác định quán tính (IMU), số kết thu bước đầu điều kiện cụ thể nước ta Đặt vấn đề Trong cơng nghệ đo vẽ đồ địa hình ảnh hàng không, công tác bay chụp ảnh nhiệm vụ quan trọng khơng thể thiếu Nó định đến độ xác giá thành sản phẩm đồ thành lập Trước đây, việc bố trí dải bay chụp ảnh thường theo hướng Đông - Tây Tây Đơng việc dẫn đường bay tiến hành địa bàn Điều dẫn đến bất lợi khu đo có dạng chủ yếu không theo hướng Đông - Tây Từ xuất máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam Xp W/a kết hợp với cơng nghệ định vị tồn cầu (GPS) hệ thống xác định quán tính (IMU) ta bố trí dải bay theo hướng miễn dải bay song song với nhau, không qua vùng địa hình khơng định hướng (hiện tượng bất định hướng đo vẽ ảnh) số lượng dải bay nhất, với số lượng vòng lượn vòng bay vào dải bay sau Ngồi bay chụp địa hình tỷ lệ lớn, khoảng cách Dy dải bay kề thường bé khó khăn lượn vịng bay vào dải bay sau Để bay vào dải bay sau, ta phải áp dụng phương án bay vào dải bay sau theo phương pháp lần lượn vịng đổi hướng Điều làm tốn nhiều thời gian bay chụp gây khơng khó khăn cho phi cơng lượn vịng bay vào dải bay sau Bài báo giới thiệu số giải pháp bố trí dải bay thiết kế bay chụp ảnh địa hình Giải vấn đề 2.1 Giải pháp bố trí dải bay thích hợp theo hướng chung khu chụp Ngoại trừ hướng bay từ Đông sang Tây ngược lại tất hướng cịn lại gọi hướng dải bay Ví dụ khu đo có hướng Bắc - Nam Nam - Bắc, hướng Tây Bắc - Đông Nam Đông Bắc - Tây Nam Khi ta bố trí dải bay theo hướng Đơng - Tây Tây - Đơng truyền thống tốn nhiều dải bay, tốn nhiều vòng lượn bay vào dải bay sau Điều ảnh hưởng lớn đến tính kinh tế Khi có máy chụp ảnh hàng khơng kỹ thuật số Vecxel Ultracam Xp W/a kết hợp với công nghệ định vị toàn cầu (GPS) hệ thống xác định qn tính (IMU) bố trí hướng bay chụp trùng với hướng chung khu đo mà khơng cần bố trí theo hướng Đơng - Tây Tây - Đơng Điều cho phép ta giảm tối thiểu số dải bay số lần lượn vịng để bay vào dải bay sau Ví dụ thiết kế bay chụp khu vực nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận tỉnh Ninh Thuận t¹p chÝ khoa häc đo đạc đồ số 24-6/2015 61 Nghiờn cu - Ứng dụng khu đo có hướng Bắc - Nam, việc bố trí theo phương án vừa nêu giảm đường bay lần lượn vòng (xem hình 3) 2.2 Biện pháp lượn vịng bay vào dải bay sau bay chụp tỷ lệ lớn Lượn vòng bay vào dải bay sau q trình khó khăn quan trọng Độ phủ dải bay kề phụ thuộc vào chất lượng công tác bay vào dải bay sau Phụ thuộc vào khoảng cách Dy dải bay kề tốc độ máy bay sử dụng, việc bay vào dải bay sau tiến hành theo phương pháp sau: (xem hình 1) - Lượn lần với góc (180 +2ω) (xem hình 1a) - Lượn lần hướng với góc (90 +ω) lần lượn điểm cuối lần lượn thứ điểm đầu lần lượn lần tạo thành đoạn thẳng (xem hình 1b) - Lượn lần khác hướng với kiểu hình 1c,d Khi chụp ảnh địa hình tỷ lệ lớn khoảng cách dải bay kề Dy thường nhỏ không áp dụng phương pháp 1a 1b mà phải áp dụng phương án 1c 1d Khi lượn thơng thường (xem hình 2) trọng tâm O máy bay dịch chuyển mặt phẳng nằm ngang theo cung trịn bán kính r cịn trục dọc XX máy bay trùng với tiếp tuyến cung trịn này, máy bay khơng bị trượt Giả thiết máy bay lượn cung tròn bán kính r J hợp lực trọng lực G máy bay lực nâng P máy bay nghiêng góc ξ Ta thấy máy bay bay tốc độ theo vòng tròn, lực hướng tâm: 62 đó: khối lượng máy bay chuyển động Vr vận tốc thẳng máy bay độ bay thực tế lượn vòng Từ hình ta có: J = Gtgξ Ta tìm được: Vậy góc nghiêng máy bay lượn vịng với bán kính xác định là: Với loại máy bay có quy định ξmax để đảm bảo an tồn lượn vịng Lượn vịng với góc nghiêng nhỏ q khó thực lúc thay đổi góc ξ nhỏ làm thay đổi nhiều bán kính r Để đảm bảo chế độ bay chụp, không nên tăng tốc độ bay 10% tốc độ bay bình thường chụp ảnh Vì vậy, độ cao bay xác định, giá trị Vr không coi biến số độc lập Do việc chọn góc nghiêng bán kính vòng lượn bị hạn chế Khi Dy tương đối nhỏ (tức chụp ảnh tỷ lệ lớn, tỷ lệ trung bình), góc nghiêng ξ khơng vượt q giá trị giới hạn máy bay sử dụng ta dùng phương pháp lượn vịng với góc nghiêng ξ với bán kính vịng lượn r = 1/2 Dy để bay vào dải bay sau (xem hình 1a) Nếu bán kính nhỏ cho phép vịng lượn lớn ½ Dy (trong chụp ảnh tỷ lệ lớn) việc bay vào dải bay sau cần tiến hành theo phương pháp lần lượn ngược hướng (xem hình 1c,d) Tuy nhiên, tiến hành lượn vịng bay t¹p chí khoa học đo đạc đồ số 24-6/2015 Nghiên cứu - Ứng dụng vào dải bay sau theo phương án hình 1c,d (chỉ dùng chụp ảnh tỷ lệ lớn) phi công hoa tiêu vất vả phải bay theo hai lần ngược hướng, mặt khác khoảng cách Dy hai dải bay kề lại ngắn, tốc độ mặt đất máy bay cao Để khắc phục tượng chụp ảnh tỷ lệ lớn người ta bay chụp cách dải Cụ thể bay hết dải lẽ phải bay vào dải bay Dy ngắn nên vất vả khó khăn bay vào dải bay Để khắc phục khó khăn bay hết dải bay ta bay vào dải bay số hình 1b tiếp tục bay vào dải bay Khi hết khu đo ta bay vào dải bay Hình Hình Hình t¹p chí khoa học đo đạc đồ số 24-6/2015 63 Nghiên cứu - Ứng dụng theo phương án hình 1c hình 1d sau từ dải bay ta bay vào dải bay theo phương pháp thông thường Đề xuất cho phép phi công hoa tiêu đỡ vất vả bay vào dải bay sau theo phương pháp thông thường đồng thời tiết kiệm nhiều thời gian rút ngắn đường bay chuyển vào dải bay sau Thực tế bay chụp khu vực Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận tỉnh Ninh Thuận người ta áp dụng theo phương án đề xuất (xem hình 3) Qua hình vẽ ta thấy cần tiến hành dải bay theo phương án đề xuất thay bay 11 dải bay theo phương pháp truyền thống theo hướng Đông Tây giảm lần lượn vòng Kết luận Qua q trình thiết kế bay chụp ảnh hàng khơng phục vụ đo vẽ đồ địa hình tỷ lệ 1/5000 khu vực Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận tác giả đề xuất số giải pháp bố trí dải bay thiết kế bay chụp ảnh địa hình điều kiện sử dụng máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam Xp W/a kết hợp với cơng nghệ định vị tồn cầu (GPS) hệ thống xác định quán tính (IMU) tạo quy trình hợp lý Khi tiến hành bay chụp cách dải theo biện pháp lượn vòng bay vào dải bay sau bay chụp tỷ lệ lớn tiết kiệm nhiều thời gian kinh phí rút ngắn đường bay chuyển vào dải bay sau, nâng cao chất lượng hiệu quả bay chụp.m Tài liệu tham khảo [1] Trương Anh Kiệt, Phạm Vọng Thành (2009), Cơ sở đo ảnh, Nhà xuất Giao thông vận tải [2] Phạm Vọng Thành (2000), Cơ sở chụp ảnh chụp ảnh hàng không, Nhà xuất Giao thông vận tải [3] Trần Đình Trí (2009), ứng dụng cơng nghệ định vị tồn cầu (GPS) cơng tác bay chụp ảnh hàng không, Trường Đại học Mỏ - Địa chất [4] Calibration Report (2010), Vexcel Imaging A Microsoft Corporation [5] CALQC 5.0 Boresight Calibration User Guide (2008), Applanix A Trimble Companay [6] UltraMap V2.1 (2010), Vexcel Imaging A Microsoft Corporation [7] TRACK’ AIR X-TRACK Applanix User’ Guide (2006), Applanix A Trimble Companaym Summary Some solutions strip layout when designing aircraft flying topographic imaging to establish large scale maps Eng Truong Thanh Binh Department of Survey and Mapping Vietnam The paper proposes the range of layout solutions when designing aircraft flying topographic imaging of conditions using aerial photography digital Vecxel Ultracam Xp W/a and combination with global positioning system (GPS) and inertial measuring unit (IMU), and some preliminary results of the specific conditions in our country.m 64 t¹p chÝ khoa häc đo đạc đồ số 24-6/2015 ... phải bay vào dải bay Dy ngắn nên vất vả khó khăn bay vào dải bay Để khắc phục khó khăn bay hết dải bay ta bay vào dải bay số hình 1b tiếp tục bay vào dải bay Khi hết khu đo ta bay vào dải bay Hình. .. thiết kế bay chụp ảnh hàng khơng phục vụ đo vẽ đồ địa hình tỷ lệ 1/5000 khu vực Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận tác giả đề xuất số giải pháp bố trí dải bay thiết kế bay chụp ảnh địa hình điều kiện... hướng Bắc - Nam, việc bố trí theo phương án vừa nêu giảm đường bay lần lượn vịng (xem hình 3) 2.2 Biện pháp lượn vịng bay vào dải bay sau bay chụp tỷ lệ lớn Lượn vòng bay vào dải bay sau trình khó