Американські військові кладовища оцифровано для виконання урочистої місії
«Ми обрали Ellipse-D через його комплексне рішення GNSS та Inertial, упаковане в компактний пристрій із низьким енергоспоживанням». | Метью Р. Стейлі, науковий співробітник з військової інженерії та підтримки знімання в Геопросторовому центрі армії США
Армійський геопросторовий центр (AGC) застосував інноваційні технології, щоб допомогти відвідувачам американських військових кладовищ знайти могили своїх близьких.
Традиційні методи GPS-зйомки та технології 3D-картографування були інтегровані та встановлені на рюкзаку, спеціально сконструйованому для збору даних у рамках цього проєкту.
Веб-інтерфейс, що слугує платформою для опрацювання зібраних даних, надає відвідувачам зручний інструмент для пошуку могил родичів та доступу до розширеної інформації, що зберігається в базі даних ГІС.
Пілотний проект для урочистої місії
Пошук конкретного надгробка на американському національному кладовищі часто вимагає від адміністраторів ретельного й тривалого вивчення архівних документів.
Щоб допомогти відвідувачам легко знайти могили своїх близьких, Геопросторовий центр армії США (AGC) у співпраці з Національним кладовищем Арлінгтона (ANC) реалізував пілотний проєкт, що охоплює кладовища в Корозалі (Панама) та Нормандії (Франція), які разом налічують понад 15 000 могил.
Цей масштабний проект поєднує традиційні методи геодезії та сучасні технології для створення віртуальних моделей обох кладовищ.
Моделі включають не тільки рельєф місцевості та GPS-координати кожного надгробка або меморіалу, а й такі об’єкти, як дороги, тротуари, дерева, бордюри, водостоки, пам’ятники та багато інших штучних споруд із точністю до 10 см (3,9 дюйма).
Фотографії з географічною прив'язкою передньої та задньої частин кожного надгробка, що допомагають в ідентифікації, доповнили рішення щодо збору даних.
Зібрані дані були оброблені та інтегровані на ноутбуці ENFIRE. Завдяки цим інноваціям відвідувачі можуть отримати доступ до даних кладовищ, шукати своїх близьких або знаходити історично значущі могили, використовуючи кіоски в закладах, де працює програма ANC Explorer.
Віртуальні відвідувачі мають ідентичні можливості, використовуючи програму на своєму домашньому комп'ютері або мобільному пристрої.
Метод мобільного мапування на основі рюкзака
Щоб повністю закартографувати кладовища з максимавльною деталізацією, Метью Р. Стейлі (Matthew R. Staley), вчений з підтримки військової інженерії та геодезії в Геодезичному центрі армії США, розробив рішення для мобільного мапування на основі рюкзака.
Використання цього обладнання мінімізує витрати за рахунок скорочення часу збору даних і надання даних у зручних для управління форматах. Воно використовує інструменти військових геодезичних служб США під назвою ENFIRE та GPS-S.
«Я об'єднав LiDAR від Velodyne з інерціальною навігаційною системою (INS) Ellipse-D з вбудованим RTK GPS від SBG Systems», – пояснює Метью Р. Стейлі.
Він обрав Ellipse-D через його комплексне рішення GNSS та Inertial, упаковане в компактний пристрій із низьким енергоспоживанням.
Система INS/GNSS забезпечує компенсацію руху та геоприв'язку хмари точок. Крім того, для максимальної точності на кладовищі було встановлено базову станцію кінематики в реальному часі (RTK). На додачу, програмне забезпечення Hypack ефективно керувало створеною хмарою точок.
Налаштування магнітного схилення
Однією з проблем було калібрування магнітометра, на яке впливає вміст заліза в цій локації. Магнітне схилення змінюється залежно від місця розташування; тому транспортування рюкзака зі США до Франції змінило магнітне схилення.
Американське національне управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA) оновлює глобальну карту магнітного поля Землі кожні 5 років.
Цю карту можна використовувати для визначення магнітного схилення в конкретному місці, враховуючи певну локацію та дату.
SBG Systems інтегрує цю карту у свої інерціальні навігаційні системи, що забезпечує автоматичне визначення напрямку True North під час використання магнітометрів.
Вимірювання навколо дерев
Ще однією проблемою стало проведення зйомки поблизу певних видів дерев, які суттєво впливають на прийом супутникового сигналу. Пан Стейлі модифікував процедуру збору даних, щоб компенсувати цю проблему, і продовжує досліджувати способи подальшого зменшення впливу рослинності на якість прийому.
Крім того, буде вивчено можливість зменшення дальності дії LiDAR для досягнення вищої точності (загалом +/- 5 см) як спосіб зменшення артефактів відхилення.
«Я незабаром протестую програмне забезпечення для постобробки Qinertia від SBG, воно може допомогти зберегти високу точність за будь-яких умов», — додає інженер збройних сил США.
Програмне забезпечення для кінематики після обробки (PPK), таке як Qinertia, надає доступ до офлайн-корекцій RTK і підвищує продуктивність інерціальних навігаційних систем шляхом післяобробки інерціальних даних із використанням необроблених спостережень GNSS за допомогою обчислень Forward-Backward-Merge.
Нещодавно випущене програмне забезпечення Qinertia розроблене інтуїтивно зрозумілим і простим у використанні, і його незалежно охарактеризували як найшвидше програмне забезпечення для післяобробки на ринку.
Що далі?
Головним завданням було зібрати дані про поховання та перевірити можливість застосування інструментаріїв ENFIRE, GPS-S і LiDAR для експлуатації та управління Національним кладовищем Арлінгтона.
Вони переконалися в можливості проводити обстеження території, оновлювати записи та оцінювати будівельні роботи за допомогою зібраних даних LiDAR.
Крім того, вони розробили стратегічні плани, що дозволили підвищити ефективність бізнес-процесів.
Тепер, коли пілотна фаза завершилася, Геопросторовий центр армії тісно співпрацює з Національним кладовищем Арлінгтона та Американською комісією з пам'ятників битв, щоб оцінити отримані результати та визначити стратегію для майбутніх вдосконалень та інновацій.
Початкові результати довели, що витрати були мінімізовані порівняно з попередніми заходами. Більше того, багато громад отримали чудову загальну окупність інвестицій.
Ellipse-D
Ellipse-D — це інерціальна навігаційна система, що об'єднує дві антени та двочастотний RTK GNSS, сумісна з нашим програмним забезпеченням для постобробки Qinertia.
Розроблена для робототехніки та геопросторових застосувань, вона може об'єднувати дані одометра з Pulse або CAN OBDII для підвищення точності dead-reckoning.
Запитайте ціну на Ellipse
У вас є питання?
Ласкаво просимо до розділу «Часті запитання»! Тут ви знайдете відповіді на найпоширеніші запитання щодо програм, які ми презентуємо. Якщо ви не знайдете потрібної інформації, звертайтеся до нас безпосередньо!
Чи INS сигнали від зовнішніх допоміжних датчиків?
Інерціальні навігаційні системи нашої компанії приймають вхідні дані від зовнішніх допоміжних датчиків, таких як датчики повітряних даних, магнітометри, одометри, DVL та інші.
Така інтеграція робить INS універсальною та надійною системою, особливо вdenied .
Ці зовнішні датчики підвищують загальну ефективність та точність інерційної навігаційної системи ( INS надаючи додаткові дані.
У чому полягає різниця між AHRS INS?
Основна відмінність між системою орієнтації та курсовказання (AHRS) та інерціальною навігаційною системою (INS) полягає в їхній функціональності та обсязі даних, які вони надають.
AHRS інформацію про орієнтацію, а саме про положення (pitch, roll) та heading поворот) транспортного засобу або пристрою. Зазвичай вона використовує комбінацію датчиків, зокрема гіроскопів, акселерометрів та магнітометрів, для обчислення та стабілізації орієнтації. AHRS кутове положення по трьох осях (pitch, roll та відхилення), що дозволяє системі розуміти своє положення у просторі. Вона часто використовується в авіації, безпілотних літальних апаратах, робототехніці та морських системах для надання точних heading положення та heading , що є критично важливим для керування та стабілізації транспортного засобу.
Система INS не лише надає дані про орієнтацію (як AHRS), але й відстежує положення, швидкість і прискорення транспортного засобу з часом. Вона використовує інерціальні датчики для оцінки руху в тривимірному просторі без покладання на зовнішні джерела, такі як GNSS. Вона поєднує датчики, знайдені в AHRS (гіроскопи, акселерометри), але також може включати більш просунуті алгоритми для відстеження положення та швидкості, часто інтегруючись із зовнішніми даними, наприклад GNSS, для підвищення точності.
Отже, AHRS на орієнтації (кут нахилу та heading), тоді як INS повний набір навігаційних даних, включаючи координати, швидкість та орієнтацію.
У чому полягає різниця між IMU INS?
Різниця між Інерціальним вимірювальним блоком (IMU) та інерціальною навігаційною системою (INS) полягає в їхній функціональності та складності.
IMU (інерціальний вимірювальний блок) надає сирі дані про лінійне прискорення та кутову швидкість транспортного засобу, виміряні акселерометрами та гіроскопами. Він постачає інформацію про roll, pitch, кут рискання (yaw) та рух, але не обчислює дані про положення чи навігацію. IMU спеціально розроблений для передачі важливих даних про рух та орієнтацію для зовнішньої обробки з метою визначення положення або швидкості.
З іншого боку, INS (інерціальна навігаційна система) поєднує дані IMU з передовими алгоритмами для обчислення положення, швидкості та орієнтації транспортного засобу з часом. Вона включає навігаційні алгоритми, такі як фільтрація Калмана для злиття та інтеграції датчиків. INS надає навігаційні дані в реальному часі, включаючи положення, швидкість та орієнтацію, не покладаючись на зовнішні системи позиціонування, такі як GNSS.
Ця навігаційна система зазвичай використовується в додатках, що вимагають комплексних навігаційних рішень, особливо в середовищах із обмеженим доступом до GNSS (GNSS-denied), таких як військові БПЛА, кораблі та підводні човни.
У чому різниця GNSS GPS?
GNSS «Глобальна навігаційна супутникова система», а GPS — «Глобальна система позиціонування». Ці терміни часто вживаються як синоніми, проте вони позначають різні поняття в рамках супутникових навігаційних систем.
GNSS загальний термін, що позначає всі супутникові навігаційні системи, тоді як GPS стосується саме американської системи. До GNSS входять численні системи, що забезпечують більш повне глобальне покриття, тоді як GPS є лише однією з цих систем.
Завдяки GNSS ви отримуєте вищу точність і надійність завдяки об’єднанню даних з декількох систем, тоді як використання лише GPS може мати певні обмеження, що залежать від наявності супутників та умов навколишнього середовища.
