Батиметрический лидар RIEGL VUX-820-G на 5,4 кг: съёмка дна с дрона

Что показали

На Commercial UAV Expo в Лас-Вегасе среди полезных нагрузок для БПЛА был RIEGL VUX-820-G — топо-батиметрический лидар, который снимает и сушу, и дно за один пролёт. Производитель указывает массу 5,4 кг; более тяжёлые батиметрические сканеры той же марки ставят в основном на пилотируемые самолёты и вертолёты.

Прибор поставляется комплектом: в корпус встроены инерциальная система RiLOC-F для прямого геопривязывания и RGB-камера, к нему идёт ПО, которое строит облако точек с поправкой на преломление в воде. Глубина проникновения — до 2,2 прозрачности по диску Секки, то есть зависит от мутности воды, а не только от прибора.

Паспорт по режимам

Глубина зависит от частоты импульсов: чем чаще прибор стреляет, тем меньше энергии в каждом импульсе и тем мельче доступная глубина.

По данным RIEGL. Длина волны во всех режимах — 532 нм, скорость сканирования — до 50 линий в секунду. Минимальная дальность 20 м означает, что ниже этой высоты над водой съёмку не ведут.

Почему зелёный лазер

Обычные лидары работают в ближнем инфракрасном диапазоне, который вода поглощает почти полностью — по воде такой прибор видит только поверхность. Зелёная длина волны проходит сквозь толщу, поэтому батиметрия делается именно на ней.

Плата за это — сложность приёмного тракта и полная запись формы сигнала: чтобы отделить отражение от поверхности, от толщи и от дна, прибор пишет всю форму импульса, а не одну отметку.

Для носителя это означает требования не только по массе: такой прибор требует жёсткой рамы, точного геопривязывания и планирования съёмки под прозрачность воды в конкретный день.

Что тянет за собой такая нагрузка

Прибор массой 5,4 кг — это не только вопрос подъёмной силы. Батиметрия предъявляет требования ко всей сборке, и они складываются:

• Жёсткость рамы: полная запись формы сигнала бессмысленна, если прибор колеблется относительно корпуса. Под такую нагрузку идут карбоновые трубы большего диаметра и усиленные узлы крепления.
• Точное геопривязывание: инерциальная система класса 0,01–0,03° по крену и тангажу, иначе ошибка углов на дистанции до дна превращается в ошибку глубины.
• Планирование по прозрачности воды: глубина проникновения — около двух прозрачностей по диску Секки, то есть съёмочный день выбирается по воде, а не по календарю.
• Питание: непрерывно работающий лазер и запись формы сигнала дают постоянную нагрузку, которую закладывают в энергобаланс отдельно от полёта.

Почему это не заменяет эхолот

Лидар снимает и берег, и мелководье одним проходом, без судна и без промерных галсов — в этом весь смысл. Но на глубине он упирается в прозрачность воды, тогда как гидроакустика от неё не зависит вовсе.

Поэтому приборы не конкурируют, а делят зону: лидар работает по прибрежной полосе и участку, куда судну не зайти, эхолот — дальше и глубже. Стык двух наборов данных по общей полосе перекрытия и есть основная работа при обработке.

Для планирования съёмки это значит, что вылет привязан к воде: после дождей и в цветение прозрачность падает, и та же техника даёт вдвое меньшую глубину. Съёмочное окно выбирают по прозрачности, а не по погоде в обычном смысле.