Науковці Інституту геодезії (ІГДГ) Львівської політехніки відреагували на повномасштабне російське вторгнення 2022 року своєчасною монографією «Застосування БПЛА у військовій справі та аерозніманні». Її автори — професор Володимир Глотов, який у 2018–2024 роках був завідувачем кафедри фотограмметрії та геоінформатики (ФГІ) ІГДГ; професор Михайло Фис; засновник, головний конструктор і технічний директор української компанії ABRIS Design Group Вадим Колесніченко; а також інженер кафедри ФГІ Алла Гуніна — здійснили комплексний аналіз використання БПЛА для військових потреб. Зокрема, вони розглянули технологію та особливості їх застосування для створення великомасштабних ортофотопланів і топографічних планів. Усі аналітичні та технологічні викладки в монографії були підтверджені достатньою кількістю експериментальних робіт.
Розпочали десятиліття тому
Проте освоєння БПЛА в ІГДГ розпочалося ще приблизно у 2010 році спільно з компанією ABRIS Design Group. Першим безпілотним літальним апаратом, що з’явився в Інституті геодезії, став БПЛА літакового типу (крило) Trimble UX5, придбаний у межах проєкту TEMPUS, у якому ІГДГ був одним із партнерів. 5 лютого 2016 року пресслужба університету повідомила: «Нещодавно цінним надбанням Інституту геодезії Національного університету "Львівська політехніка" став безпілотний професійний гвинтокрил — октокоптер DJI Spreading Wings S1000+».
У цій публікації професор Корнилій Третяк, який тоді очолював ІГДГ, інформував: «Водночас активно використовуємо безпілотний літак компанії "Трімбл" — основного виробника навігаційних пристроїв для військ НАТО. До безпілотника власними силами виготовили нову катапульту, яка на відміну від фірмової дає змогу виконувати запуск апарата при температурі навіть –20 0С».
А 29 серпня 2023 року на засіданні Вченої ради Львівської політехніки була розглянута й затверджена освітньо-професійна програма (ОПП) «Аерознімання з безпілотних літальних апаратів», за якою здійснюється підготовка здобувачів другого (магістерського) рівня вищої освіти спеціальності 193 «Геодезія та землеустрій». Ця програма охоплює дисципліни «Будова та структура БПЛА», «Цифрове аерознімання з БПЛА» та інші професійні дисципліни, що стосуються безпілотних літальних апаратів і опрацювання даних дистанційного зондування Землі.
Для реалізації цієї ОПП ІГДГ має у своєму розпорядженні відповідні сучасні прилади, лабораторії та геодезичні полігони. Зокрема, при кафедрі ФГІ створено лабораторію БПЛА, оснащену найсучаснішими безпілотними апаратами різних типів і потужними комп’ютерними комплексами для опрацювання аерознімків та інших результатів досліджень.
Основний фокус
Основний фокус ОПП «Аерознімання з безпілотних літальних апаратів» — на практичному застосуванні БПЛА для аерознімання, збору та аналітики геопросторових даних. Тобто безпілотні літальні апарати роблять серії знімків з повітря, які потім об’єднують в ортомозаїки — точні карти місцевості з геоприв’язкою. На основі цих знімків створюють цифрові моделі рельєфу (ЦМР), цифрові моделі поверхні (ЦМП) та 3D-моделі споруд. Випускники ІГДГ також застосовують БПЛА для моніторингу будівництва, землекористування, кар’єрів, оскільки безпілотники дають змогу регулярно відстежувати зміни на об’єкті, наприклад обсяги земляних робіт, висоту насипів, стан доріг тощо.
Використовують БПЛА і для оновлення кадастрових карт, визначення меж земельних ділянок та контролю самозахоплень. Адже завдяки топографічному аерозніманню можна швидше побудувати точну топографічну карту з великою деталізацією, ніж під час тривалих наземних вимірювань. Відповідно, ОПП «Аерознімання з безпілотних літальних апаратів» передбачає вивчення технічних аспектів керування БПЛА, методів опрацювання аероматеріалів, побудову 3D-моделей, ортофотопланів і цифрових моделей рельєфу, а відтак обов’язкове проходження дослідницької практики за темою магістерської кваліфікаційної роботи.
Значні переваги
Набуті за цією ОПП знання та навички можуть бути застосовані й у Силах оборони України, зокрема у військово-топографічній службі ЗСУ — для створення топографічних карт і планів; у підрозділах військової розвідки — для виявлення сил і техніки противника; а також коригувальниками вогню — для передавання координат і візуальної інформації ракетним військам, артилерії та мінометним підрозділам. Крім того, їх використовують для виявлення ворожих дронів і засобів радіоелектронної боротьби та протиповітряної оборони, перехоплення радіосигналів противника, патрулювання маршрутів, контролю підходів до позицій, пошуку цілей, перевірки підозрілих об’єктів, попередньої розвідки місцевості на наявність мін, розтяжок і пасток та оцінювання наслідків ударів.
Широке використання як цивільних, так і військових БПЛА продемонструвало їхні значні переваги перед традиційними методами розвідки та спостереження. Зокрема, це висока швидкість збору даних, доступ до важкодоступних територій, нижча вартість знімання, висока деталізація (до сантиметрової точності) та автоматизоване опрацювання й аналіз отриманої інформації. Серед недоліків і обмежень застосування БПЛА — залежність від погодних умов, обмежений час польоту через ємність акумуляторів, а також потреба у високій кваліфікації операторів.
В Інституті геодезії не лише навчають
В ІГДГ не лише навчають користуватися безпілотними літальними апаратами. Науковці інституту спільно з виробничниками компанії ABRIS Design Group послідовно розробили кілька моделей БПЛА, прагнучи створити досконалий зразок, за допомогою якого можливо здійснювати аерознімання для топографічних потреб. Зокрема, вони сконструювали безпілотник Arrow. Один із його конструкторів, професор Володимир Глотов, запевняв: «Безпілотник відповідає стандартам класичного аерознімання, при цьому він удвічі дешевший за подібні апарати зарубіжних фірм. У нашій моделі встановлено гіростабілізатори — це дозволяє проводити класичне аерознімання з кутами нахилу знімання, що не перевищують 3–5 градусів. Є парашутна система, яка дозволяє у разі непередбачених обставин здійснити м’яку посадку, оскільки для нас важливо зберегти літак з дорогою цифровою камерою неушкодженим».
Найбільший в Україні
Завідувач кафедри ФГІ, кандидат технічних наук Євгеній Шило розповів:
— Дрони, якими навчаємо користуватися, — це, простіше кажучи, фотольоти для аеророзвідки. Маємо найбільший в Україні парк безпілотних літаків і коптерів цього класу. Використовуємо їх для картографування місцевості.
— Відколи на кафедрі ФГІ працюють з БПЛА?
— У цьому напрямі розпочав роботу у 2010 році професор Володимир Глотов, який у 2018–2024 роках завідував кафедрою фотограмметрії та геоінформатики. Водночас він співпрацював з компанією ABRIS Design Group, що вийшла на світовий ринок, виробляючи БПЛА.
Освітній процес іде в ногу з часом — затребуване на ринку трансформуємо у зміст навчальних дисциплін і програм підготовки фахівців. Тоді як раніше аерознімання здійснювали з літаків, з розвитком технологій весь світ поступово перейшов на безпілотні технології. Ще до розроблення магістерської ОПП «Аерознімання з безпілотних літальних апаратів» ми впровадили на бакалаврському рівні вибірковий блок «Безпілотні літальні апарати». Він охоплює дисципліни, які забезпечують первинне освоєння знань про БПЛА та їх застосування в геодезії.
Унікальна в Україні
— На відміну від ОПП в інших інститутах Політехніки та закладах вищої освіти, де теж освоюють БПЛА, «Аерознімання з безпілотних літальних апаратів» спеціалізується на застосуванні дронів у сфері спеціальності G-18 «Геодезія та землеустрій». Цим вона унікальна в Україні. — наголосив Євгеній Шило. — Наша ОПП дає випускникам ІГДГ змогу цілеспрямовано застосовувати БПЛА під час виробничої практики й зацікавлювати цим працедавців. А ті, хто здійснював аерознімання в цивільному житті, продовжують цю діяльність після мобілізації до Сил оборони.
Випускники вже очолюють великі компанії
Гарант ОПП «Аерознімання з безпілотних літальних апаратів», доктор технічних наук, професор Борис Четверіков доповнив:
— За нашою магістерською ОПП можуть навчатися студенти з інших закладів вищої освіти, які не вивчали БПЛА на бакалавраті. Програма розроблена так, щоб вони опанували повний цикл аерознімальних робіт і будову БПЛА.
Раніше на нашій кафедрі діяла ОПП «Фотограмметрія», яка передбачала навчання студентів теоретичних і практичних засад опрацювання аерознімків, отриманих із пілотованих літальних апаратів, тобто за технологією класичного аерознімання. Однак аерознімання з таких літаків потребує значно більших ресурсів. Для порівняння: у Польщі такі роботи виконують двічі на рік для всієї країни.
— На які посади можуть претендувати ваші випускники?
— На профільних підприємствах з аерознімальних робіт вони можуть обіймати будь-які посади — від інженерних до керівних. Наші випускники вже очолюють великі компанії.
— Тобто випускаєте універсалів. А чи можуть військові застосовувати напрацювання вашої ОПП?
— Звісно. Весь процес розвідки значною мірою здійснюється за допомогою БПЛА.
