劉長(zhǎng)亮，林冬生，何中柱，蘇興

1.陸軍工程大學(xué)軍械士官學(xué)校，湖北省 武漢市 430075

2.中國(guó)人民解放軍32151部隊(duì)，河北省 邢臺(tái)市 054001

針對(duì)中大型無(wú)人機(jī)起降場(chǎng)選定與勘察效率不高的問(wèn)題，介紹了奧維互動(dòng)地圖軟件(OvitalMap)分辨率高、對(duì)地物變化敏感、信息量大、功能齊全等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)具體任務(wù)的實(shí)施詳細(xì)說(shuō)明了基于奧維軟件進(jìn)行無(wú)人機(jī)起降場(chǎng)選擇與勘察的具體方法，提出了應(yīng)遵守的基本原則，為無(wú)人機(jī)的高效執(zhí)行任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

隨著無(wú)人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，大型無(wú)人機(jī)的應(yīng)用也逐漸增多。此類無(wú)人機(jī)對(duì)起降場(chǎng)地的要求相對(duì)較高，需要考慮的項(xiàng)目至少有地形、海拔、水文氣象資料、植被以及運(yùn)輸工具可達(dá)性等要素。在無(wú)人機(jī)任務(wù)準(zhǔn)備階段，無(wú)人機(jī)部隊(duì)往往會(huì)投入較多的人力、物力對(duì)起降場(chǎng)地進(jìn)行考察，難度較大。

利用傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖選擇無(wú)人機(jī)起降場(chǎng)的弊端

在以往的勘察工作中，先遣人員首先依據(jù)上級(jí)單位提供的小比例尺地圖對(duì)起降場(chǎng)進(jìn)行概略確定，然后申請(qǐng)涵蓋備選起降場(chǎng)的若干大比例尺地圖進(jìn)行詳細(xì)確認(rèn)，剔除掉不具備起降條件的場(chǎng)地，最后再進(jìn)行實(shí)地勘察。

由于紙質(zhì)地圖對(duì)地形地貌的描繪精度有限，時(shí)效性差，導(dǎo)致勘察工作較為困難，經(jīng)常遇到圖上分析極其理想，但實(shí)地考察卻面目全非的情況，嚴(yán)重影響任務(wù)執(zhí)行的進(jìn)度。并且傳統(tǒng)GPS導(dǎo)航也存在路線不清，選路困難等問(wèn)題。

隨著科技的不斷發(fā)展，尤其是智能手機(jī)時(shí)代的來(lái)臨，電子地圖被越來(lái)越多的應(yīng)用到工程實(shí)踐中，本文中重點(diǎn)介紹奧維互動(dòng)地圖在作戰(zhàn)實(shí)踐中的應(yīng)用，其強(qiáng)大的地圖編輯功能配合智能手機(jī)的定位功能，很大程度地提高無(wú)人機(jī)起降場(chǎng)選擇與勘察的效率，為打贏戰(zhàn)爭(zhēng)提供了保證。

奧維互動(dòng)地圖在起降場(chǎng)選擇中的優(yōu)勢(shì)

奧維地圖瀏覽器是由北京元生華網(wǎng)公司開發(fā)的集coogu地圖、Google衛(wèi)星圖、百度地圖、搜狗地圖、5D地圖等多種地圖于一體且各種地圖模式之間可以自由切換的跨平臺(tái)地圖瀏覽器，目前分為手機(jī)版和電腦版。奧維地圖瀏覽器具有六個(gè)主要特征，即多元化平臺(tái)服務(wù)，多源數(shù)據(jù)整合，數(shù)據(jù)云服務(wù)，功能集成一體化，大數(shù)據(jù)支持、高精度、高質(zhì)量，AutoCAD無(wú)縫對(duì)接。目前，已較多的應(yīng)用于野外探險(xiǎn)、森林資源調(diào)查、控制網(wǎng)布置及控制點(diǎn)選擇、高速公路、鐵路等線性工程輔助選線等諸多領(lǐng)域。

可以對(duì)地形地物進(jìn)行高精度勘察

利用奧維地圖瀏覽器的衛(wèi)星地圖能夠比較直觀的看出地勢(shì)的起伏變化情況，有利于下一步實(shí)地踏勘工作的部署。奧維互動(dòng)地圖更新速度快，對(duì)地物地貌變化敏感，使得現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)工作更加便捷、高效。能直觀采集到相對(duì)較新的空中衛(wèi)星影像圖，增加對(duì)地形勘選的準(zhǔn)確性。

支持位置共享實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作

奧維互動(dòng)地圖具備跟隨好友功能，可作為智能指揮系統(tǒng)進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作。具體方法是：

首先設(shè)置好友跟隨：依次點(diǎn)擊【用戶】＞【好友】＞【位置跟隨】，若本機(jī)發(fā)起則選擇【我的位置】，若本機(jī)為團(tuán)隊(duì)成員，則點(diǎn)擊【自動(dòng)更新位置的好友】，選擇正確的好友。該功能可以實(shí)時(shí)顯示多個(gè)好友移動(dòng)軌跡并用不同的線條顏色區(qū)分。還有一種變通的使用方法就是將手機(jī)放置于無(wú)人機(jī)內(nèi)部，可以在任何時(shí)候監(jiān)測(cè)其準(zhǔn)確位置，不足之處是若有靜電屏蔽則GPS反應(yīng)速度慢，存在滯后現(xiàn)象。

自定義標(biāo)注方便數(shù)據(jù)采集測(cè)量

(1)勘測(cè)過(guò)程的輔助記錄。

利用奧維互動(dòng)地圖還可以疊加高程，讀取海拔、坡向、坡度等因子，高程差值為10m。奧維互動(dòng)地圖的標(biāo)簽定位功能還可以插入拍照?qǐng)D片和錄音，可用于記錄勘測(cè)點(diǎn)位置的相應(yīng)重要信息。GPS軌跡記錄功能可以記錄行進(jìn)路線，可用來(lái)記錄路徑、測(cè)量距離、標(biāo)記重要地物等。

(2)點(diǎn)、線、面的記錄與測(cè)量

奧維互動(dòng)地圖提供了兩點(diǎn)之間的測(cè)距及方位角測(cè)量，還可以多邊形測(cè)量面積和周長(zhǎng)，直接可以在地圖上判斷兩點(diǎn)之間的直線距離，也可以讀取多邊形面積和周長(zhǎng)。該功能可以使我們方便的測(cè)量無(wú)人機(jī)航程、活動(dòng)區(qū)域以及起降場(chǎng)面積縱深，判斷是否達(dá)到起降要求。

運(yùn)用奧維互動(dòng)地圖選擇起降場(chǎng)的具體方法

現(xiàn)通過(guò)具體任務(wù)的實(shí)施過(guò)程詳細(xì)介紹奧維互動(dòng)地圖選擇起降場(chǎng)的具體方法。

（5）地震剖面上，扇體大都呈兩端尖滅的“透鏡狀”或“扁楔形”，反射低頻強(qiáng)振幅，連續(xù)性差，且與北部水下扇主體脫開，多表現(xiàn)為“無(wú)根”扇（圖2）。扇體充填沉積在湖底低部位。

任務(wù)詳情：利用一架停放在武漢市區(qū)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)對(duì)湖北省英山縣境內(nèi)的白蓮湖水庫(kù)進(jìn)行空中偵察。該無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的作用距離為100km，空中續(xù)航時(shí)間為5h，最大水平飛行速度150km/h，請(qǐng)為該無(wú)人機(jī)系統(tǒng)選擇一個(gè)較優(yōu)的起降場(chǎng)地。

起降場(chǎng)概略位置的確定

從地圖我們可以看到，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)初始位置距離目標(biāo)地域的直線距離為97.795km，接近無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的極限作用距離，為可靠起見，我們?yōu)槠淞舫?0%的余量，選擇距離目標(biāo)區(qū)域80km處為起降場(chǎng)。具體選擇的方法是：在奧維數(shù)字地圖中，以目標(biāo)區(qū)域?yàn)閳A心，以80km為半徑畫一個(gè)圓，起降場(chǎng)位于圓周附近即可達(dá)到我們的目的。

但是考慮到無(wú)人機(jī)系統(tǒng)要由初始位置武漢市區(qū)機(jī)動(dòng)到該處，根據(jù)直線最短原則，我們畫一條從初始位置到目標(biāo)區(qū)域的直線，其與圓周相交的點(diǎn)即為空間上的最優(yōu)點(diǎn)。

圖1 以目標(biāo)點(diǎn)為圓心畫圓

圖2 畫從出發(fā)點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)的連線

起降場(chǎng)自然條件的確定

起降場(chǎng)不僅要滿足空間需求，更重要的是要滿足起降條件，一般的有海拔、地形、地物、水文氣象以及運(yùn)輸工具可達(dá)性等。在奧維數(shù)字地圖中，點(diǎn)擊右上角的層疊圖標(biāo)，首先選擇“OpenCycle等高線地圖”，查看此處等高線分布情況，如果較大范圍內(nèi)無(wú)線條表明此處較為平坦，適合起降，若線條分布密集則表明此處高低起伏較大，不適合用來(lái)實(shí)施無(wú)人機(jī)起降，需在圓周上移動(dòng)圖幅以選擇更加合適的地點(diǎn)。

圖3 確定空間最優(yōu)點(diǎn)

圖4 利用衛(wèi)星圖確定地貌

地形滿足要求后，確定地貌。再次點(diǎn)擊右上角的層疊圖標(biāo)，選擇“谷歌衛(wèi)星圖”或“谷歌衛(wèi)星混合圖”，載入谷歌高清衛(wèi)星圖來(lái)查看待選地域的地物情況，平整的田地或荒草地為最佳，不可為密林、居民地，更不可為水域。密林在衛(wèi)星圖上的特征為凹凸不平的綠色，水域的特征為平整的黑色、深藍(lán)色、藍(lán)色、墨綠色等，或者為有規(guī)律的白色波紋塊狀，也可結(jié)合“谷歌地圖”查看，為藍(lán)色標(biāo)識(shí)的即為水域。很顯然，交點(diǎn)處為“葛店正街”的縱向主干道，顯然是不符合條件的。因此，應(yīng)在交點(diǎn)附近沿著圓周繼續(xù)尋找符合條件的地點(diǎn)。

從交點(diǎn)出發(fā)，沿圓周向上我們可以找到如圖5所示的備選起降場(chǎng)一。沿圓周向下可以找到如圖6所示的備選起降場(chǎng)二，二者在起降點(diǎn)的地形地貌均符合要求。

圖5 沿圓周向上的備選起降場(chǎng)一

圖6 沿圓周向下的備選起降場(chǎng)二

圖7 備選起降場(chǎng)三

圖8 備選起降場(chǎng)四

圖9 為備選起降場(chǎng)三的進(jìn)入路線

圖10 備選起降場(chǎng)三道路不通

為確保安全，起降點(diǎn)的地形地貌滿足要求后，還要查看附近特別是起落航線上的地形地物是否滿足條件，起飛方向應(yīng)無(wú)阻隔。首先不應(yīng)有高山，其次不應(yīng)有居民地，特別是大面積的城鎮(zhèn)，否則無(wú)人機(jī)意外故障造成人員傷亡的概率便會(huì)急劇增大。從此方面考慮，圖4所示的備選起降場(chǎng)一便不符合要求，其右側(cè)的居民地為南北分布，很難避開，且從衛(wèi)星圖上可以看出，中部偏下的淺色位置為工程施工的痕跡，因此我們判斷此處可能已經(jīng)由荒地變?yōu)榱斯こ逃玫?，更可能的是已?jīng)建成了有相當(dāng)高度的建筑物。因此應(yīng)放棄該起降場(chǎng)一。再看圖5所示的備選起降場(chǎng)二相對(duì)平坦，利用地圖中的“編輯”-“測(cè)繪”-“測(cè)量面積與周長(zhǎng)”工具可以得到該區(qū)域長(zhǎng)約1km，寬約0.8km，共計(jì)約4平方公里，滿足無(wú)人機(jī)起降要求，但是我們注意到該場(chǎng)地周圍，特別是向東的起降航線上有大面積的水域，初步判斷應(yīng)為魚塘及水田，這就對(duì)無(wú)人機(jī)造成了極大的隱患，萬(wàn)一落點(diǎn)有偏差將會(huì)造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失。所以我們也不應(yīng)選擇起降場(chǎng)二。

為此我們應(yīng)繼續(xù)以地形平整、人員較少為原則在附近尋找備選起降場(chǎng)，由此再次確定了圖7、圖8所示的備選起降場(chǎng)三和備選起降場(chǎng)四。

現(xiàn)場(chǎng)勘查

現(xiàn)場(chǎng)勘察主要是進(jìn)行以下圖上作業(yè)難以確定的項(xiàng)目。首先是進(jìn)出道路是否通暢，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)方艙車輛大多超高超寬，行動(dòng)路線上不應(yīng)有限寬限高等障礙。圖9為備選起降場(chǎng)三的進(jìn)入路線，我們發(fā)現(xiàn)需要穿過(guò)鐵路，經(jīng)實(shí)地勘測(cè)，在普通公路與鐵路的交叉點(diǎn)處有一涵洞，高僅為兩米，且前后道路曲折嚴(yán)重，并有較大坡度，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)車輛無(wú)法通行，具體位置如圖9所示。若由另一側(cè)繞行，則存在圖10所示的道路不通問(wèn)題，因此備選起降場(chǎng)不可用。

其次是排除電磁環(huán)境影響，要避開高壓線、變電站等強(qiáng)電磁設(shè)施。圖11為備選起降場(chǎng)四起飛方向上存在的高壓電塔及其線路。因此，起降場(chǎng)四不可使用。

最后，附近要無(wú)敵情或敵情顧慮少，起降場(chǎng)到任務(wù)區(qū)域要無(wú)防空威脅，盡量避開城市和禁飛區(qū)。備選起降場(chǎng)五的進(jìn)入路線相對(duì)順暢，場(chǎng)地相對(duì)平整，如圖12所示。周圍無(wú)高壓電塔及變電站等設(shè)施，起飛方向5km處有一小山坡，8公里處有一個(gè)小區(qū)，基本能夠滿足無(wú)人機(jī)的起降。圖13為現(xiàn)場(chǎng)勘察實(shí)景圖，經(jīng)綜合權(quán)衡，選定起降場(chǎng)五為最終起降場(chǎng)地。

存在的不足及應(yīng)對(duì)措施

安全保密不能保證

圖11 備選起降場(chǎng)四的現(xiàn)場(chǎng)勘察實(shí)景圖片

圖12 備選起降場(chǎng)五

圖13 備選起降場(chǎng)五的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)照片

特別是軍隊(duì)單位，信息安全是第一位的，行軍路徑直接聯(lián)網(wǎng)容易泄密，依托GPS定位更是存在戰(zhàn)時(shí)受制于人的巨大威脅。應(yīng)對(duì)措施是開發(fā)軍用版奧維互動(dòng)地圖軟件，并配置北斗相關(guān)硬件，利用國(guó)產(chǎn)導(dǎo)航定位系統(tǒng)，建立地圖實(shí)時(shí)更新制度，及時(shí)反映地物變化。利用相關(guān)選點(diǎn)原則建立起降場(chǎng)勘選評(píng)估系統(tǒng)，開發(fā)相關(guān)計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)用于人員的訓(xùn)練，提高無(wú)人機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)的可靠性。

軟件更新易造成數(shù)據(jù)丟失

奧維互動(dòng)地圖軟件更新會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是原來(lái)下載的地圖需要重新下載；二是原來(lái)在存放在收藏夾中的數(shù)據(jù)丟失。建議不要輕易更新軟件，如要更新也要及時(shí)將收藏夾中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出備份，待成功更新后再導(dǎo)入。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)奧維互動(dòng)地圖在具體任務(wù)中的應(yīng)用，其便捷性與實(shí)用性得到了充分體現(xiàn)。雖然在實(shí)際運(yùn)用中仍然存在著對(duì)手機(jī)電量損耗大、定位精度不穩(wěn)定等問(wèn)題，但總體來(lái)看，奧維地圖操作簡(jiǎn)單便捷、畫面信息豐富精準(zhǔn)、功能強(qiáng)大方便使用的特點(diǎn)使無(wú)人機(jī)使用單位的起降場(chǎng)選擇與勘察工作變得省時(shí)省力，極大提高了作戰(zhàn)能力。 ■