陆军地理空间中心(AGC)运用创新技术帮助美国军人公墓的游客找到他们的亲人。
传统的全球定位系统制图学 方法和三维测绘数字化技术相结合,并安装在为该项目采集部分专门制作的背包上。
作为所收集数据的前端,网络界面为访问者提供了一个简单明了的界面,使他们能够找到自己的亲属,并访问存储在地理信息系统数据库中的放大信息。
庄严使命的试点项目
要在美国国家公墓中找到某个墓碑,往往需要管理员进行大量耗时的记录审查。
为了帮助游客轻松找到他们的亲人,陆军地理空间中心 (AGC)与阿灵顿国家公墓 (ANC)合作完成了一个试点项目,其中包括科罗萨尔公墓(巴拿马)和诺曼底公墓(法国),这两个公墓共有 15,000 多个墓穴。
这个庞大的项目结合了传统制图学 方法和现代技术,创建了两个墓地的虚拟模型。
这些模型不仅包括底层地形和每个墓碑或纪念碑的 GPS 坐标,还包括道路、人行道、树木、路边、排水沟、纪念碑和许多其他人造结构等特征,估计精确度为 10 厘米(3.9 英寸)。
每块墓碑正面和背面的地理位置照片都有助于识别,这就完成了收集解决方案。
收集到的数据在 ENFIRE 笔记本电脑上进行处理和整合。得益于这些创新技术,游客可以通过运行 ANC Explorer 计划的设施内的信息亭访问墓地数据、搜索亲人或寻找具有历史意义的墓地。
虚拟访客可以在家用电脑或移动设备上使用该程序,实现相同的功能。
背包式移动测绘法
为了尽可能详细地绘制墓地的全貌,美国陆军地理空间中心军事工程和制图学 支持科学家 Matthew R. Staley 开发了一种背负式移动绘图解决方案。
通过缩短收集时间并以易于管理的格式提供数据,使用该设备可最大限度地降低成本。它利用了美国军事制图学 服务所使用的工具,即 ENFIRE 和 GPS-S。
"我将 Velodyne 的 LiDAR 与Ellipse2-D 惯性导航系统 (INS)相结合,该系统带有嵌入式 RTK GPS(SBG Systems)",Matthew R. Staley 解释说。
他之所以选择 Ellipse2-D,是因为它将一体化 GNSS 和惯性解决方案封装在一个小巧、低功耗的设备中。
INS/GNSS 用于运动补偿和点cloud 地理参照。为了达到最佳精度,在墓地安装了实时运动学(RTK)基站。Hypack 软件用于管理生成的点cloud 。
调整磁偏角
挑战之一是磁强计的校准,这受到所在地铁含量的影响。磁偏角的变化取决于地点,因此将背包从美国运到法国会改变磁偏角。
美国国家海洋和大气管理局(NOAA)每 5 年更新一次全球地球磁场地图。
给定一个特定的地点和日期,就可以利用这张地图来确定该特定地点的磁偏角。
SBG Systems 将该地图嵌入其惯性导航系统,可在使用磁强计时自动实现真北这顶帽子 。
制图学 树木周围
另一个挑战是制图学 附近的某些树种会严重影响卫星接收。Staley 先生修改了数据收集程序以弥补这一问题,并正在继续研究进一步减轻植被对接收影响的方法。
此外,还将研究缩小激光雷达范围以获得更高精度(+/- 5 厘米)的方法,以减少偏航伪影。
"这位美国军事工程师补充说:"我将很快测试 SBG 的Qinertia 后处理软件,它有助于在所有条件下保持稳定的精度。
后处理运动学(PPK)软件(如Qinertia )可提供离线 RTK 修正,并通过使用前向-后向-合并(Forward-Backward-Merge)计算方法对惯性数据和原始 GNSS 观测数据进行后处理,从而提高惯性导航系统的性能。
最近发布的Qinertia 软件设计直观、易于使用,被独立评为市场上速度最快的后期处理软件。
下一步是什么?
主要任务是获取与安葬相关的数据,并确认 ENFIRE、GPS-S 和激光雷达工具集是否适用于阿灵顿国家公墓的运营和管理。
通过收集到的激光雷达数据,能够对场地进行审计、更新记录、执行施工和场地维护评估,并制定战略计划,支持提高业务流程的效率。
目前,试点阶段已经结束,陆军地理空间中心正与阿灵顿国家公墓和美国战役纪念碑委员会密切合作,对试点结果进行评估,并确定今后的改进和创新战略。
初步结果证明(与之前的工作相比),成本降到了最低,多个社区实现了极佳的总体投资回报。