بررسی نقش و جایگاه سکوهای پرنده بدون سرنشین و سیستم‌های‌ اطلاعات مکانی در فرماندهی و کنترل از دیدگاه ژئوماتیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

آموزشکده نقشه برداری، سازمان نقشه برداری کشور، تهران، ایران

چکیده

سکوهای پرنده بدون سرنشین به‌عنوان یکی از منابع تهیه اطلاعات در این سیستم‌های فرماندهی و کنترل، علاوه بر قابلیت تهیه محصولات سه‌بعدی دقیق، مزایای متعددی ازجمله کاهش زمان، هزینه‌ها و تجهیزات خاص و نیاز کمتر به افراد متخصص را نسبت به سایر روش‌ها دارا هستند. در این مقاله به ارزیابی قابلیت‌های نوین سکوهای پرنده بدون سرنشین، آنالیز و تلفیق اطلاعات این سنجنده‌های قابل‌نصب بر این وسایل و استفاده از این داده در سیستم‌های اطلاعات مکانی برای کاربردهای نظامی و دفاعی پرداخته می‌شود. برای این منظور بررسی‌ها بر روی تصاویر اخذشده توسط سکوی پرنده ایبی‌پلاس با استفاده از سنجنده CanonIXUS127HS در منطقه‌ای نیمه‌شهری، توسط نرم‌افزار Pix4dmapper صورت گرفته است. با بهره‌گیری از گیرنده سامانه ماهواره‌ای ناوبری جهانی و واحد اندازه‌گیری اینرشیال المان‌های توجیه‌ خارجی تصاویر اندازه‌گیری و به‌منظور اثبات دقت هندسی تصاویر مجموعاً از 19 نقطه کنترل زمینی در منطقه به‌عنوان نقاط چک استفاده و مقادیر خطای باقیمانده هر یک از آن‌ها محاسبه گردید. نتایج، میانگین خطای مؤلفه‌های مسطحاتی به ترتیب، 008/0 و 014/0- متر و در مؤلفه‌ ارتفاعی، 009/0 متر را نشان داد که این نتیجه، بیانگر دقت بالای محصولات سه‌بعدی تهیه‌شده با استفاده از این سکوها بدون استفاده از نقاط کنترل زمینی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Role and Position of UAVs and Geospatial Information Systems in Command and Control from the perspective of Geomatics

نویسندگان [English]

  • Amir Hosein Shokri
  • Saeid Sadeghian
Geomatics College of the National Cartographic Center, Tehran, Iran
چکیده [English]

Unmanned aerial platforms as one of the sources of information in these command and control systems, in addition to being able to provide accurate 3D products, have numerous benefits including reduced time, cost, and specialized equipment and less need for specialized personnel than other methods. The data obtained from these platforms are analyzed after initial processing and logged into GIS and provide the commanders with the required information at the required levels. In this paper, we evaluate the new capabilities of unmanned aerial platforms, analyze and integrate the information of these sensors installed on these devices and use this data in spatial information systems for military and defense applications. For this purpose, surveys were carried out on images taken by the eBee Plus flying platform using a CanonIXUS127HS sub-urban sensor using Pix4dmapper software. Using the GNSS antenna and the IMU, External interior orientation elements of the images were measured. also, to verify the geometric accuracy of the images, a total of 19 ground control points in the region were used as checkpoints and the residual error values of each were calculated. The results show the mean error of horizontal components, respectively, is 0.008 and -0.01 m and in the height component, is 0.009 m, which indicates the high accuracy of 3D products produced using these platforms without using ground control points. Finally, some of the novel applications of GIS in command and control systems have been evaluated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Command and Control System (C4I)
  • Geospatial Information Systems (GIS)
  • unmanned aerial vehicle
  • Integrated Information
  • اثنی عشری، امین. (1396). ارزیابی قابلیت تصاویر پهپاد در تولید DSM و اورتوفتوموزائیک به‌منظور استفاده در مناطق عملیاتی، پایان‌نامه ارشد، دانشکده و پژوهشکده پیامبر اعظم(ص) گروه سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات مکانی، دانشگاه جامع امام حسین (ع).
  • اسدی فرد، محمد.، (1394). نقش پهپادها در ایجاد امنیت و اشراف اطلاعاتی مناطق مرزی کشور. پژوهش‌نامه مطالعات مرزی، 3 (1)، 179-204.
  • بشیر پور، مرتضی.، ولدان زوج، محمدجواد.، مقصودی، یاسر.، (1396) تلفیق تصاویر سنجش‌ازدوری با روش FFT-PCA. مهندسی فناوری اطلاعات مکانی. ۵ (۲)، ۱۲۳-۱۴۰.
  • پاتاجو، نوئل.، (1384). راهنمای تدوین دکترین. علمایی، داوود.، چاپ یکم، تهران، دبیرخانه هیئت عالی تجدیدنظر در آیین‌نامه‌های نیروهای مسلح.
  • جلالی‌نسب، عبدالله.، رئوفیان، محمود.، (1390). نقش GIS در راستای بهره‌وری بهینه از C4I در امور دفاعی. پنجمین کنفرانس ملی فرماندهی و کنترل ایران، تهران، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، پردیس دانشکده فنی، دانشگاه تهران.
  • رضایی, بهرام.، (1387). فرماندهـــان از به‌کارگیری GISچه سودی می‌برند؟. علوم و فنون نظامی، 5 (12), 93-100.
  • رضایی، سعید.، عابدینی، مهدی.، (1382). تلفیق سیستم C4I2 با سیستم اطلاعات جغرافیایی و ایجاد سیستم فرماندهی و کنترل همه‌جانبه. مجله سیاست دفاعی، 42 (2)، 169-190.
  • صمدزادگان، فرهاد.، سرپولکی، محمد.، (1391). توانمندسازی (C4I) با استفاده از فناوری اطلاعات مکانی. نشریه علمی ترویجی مهندسی نقشه‌برداری و اطلاعات مکانی، ۴ (۱) ،۴۵-۵۴.
  • عیسوی، هیرو.، قلیزاده، محمدحسن.، اجارودی، محمد.، (1390). تدوین استراتژی راهبردی در جنگ سایبری بر پایه تکنولوژی (RFID). پنجمین کنفرانس ملی فرماندهی و کنترل ایران، تهران، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، پردیس دانشکده فنی، دانشگاه تهران.
  • کازرانی، علیرضا.، سعادت سرشت، محمد.، امن زاده، میلاد.، (1395). خط تولید فتوگرامتری هوایی رقومی بر مبنای نرم‌افزار INPHO. چاپ یکم ،تهران، انتشارات ماهواره.
  • کالنیز، جان.، (1370). استراتژی بزرگ، کورش بایندر. دفتر مطالعات سیاسی و بین‌المللی، تهران.
  • مدیری، مهدی.، آقا طاهر، رضا.، فلاح ززولی، محمد.، جعفری، محسن.، (1392). اهمیت جایگاه سیستم اطلاعات مکانی (GIS) در فرماندهی و کنترل (C4I). فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی «سپهر»، 22 (86), 5-16.
  • مطاعی، مسعود.، پریانی, محسن.، (1397). تبیین چگونگی به‌کارگیری پهپاد جهت جمع‌آوری اطلاعات از صحنه نبرد در یگان‌های رزمی نزاجا. علوم و فنون نظامی، 14 (45)، 29-52.
  • نامی، محمدحسن.، جعفری، محسن.، آقا طاهر، رضا.، (1387). کاربردهای (GIS) در (C4ISR). دومین کنفرانس فرماندهی و کنترل ایران، تهران.
    • Accardo, D., Fasano, G., & Forlenza, L., (2013). Flight test of a radar-based tracking system for UAS sense and avoid. IEEE T Aero Elec Sys, 49, 1139–1160.
    • Amanda, C., Muller, S., Narayanan, (2009). Cognitively-engineered multisensor image fusion for military applications. Information Fusion, 10 (2), 137-149.
    • Bayramov, A., Hashimov, E., & Nasibov, Y., (2019). Unmanned Aerial Vehicle Applications for Military GIS Task Solutions. Automated Systems in the Aviation and Aerospace Industries. IGI Global, 273-296.
    • Defranco, E., Moravec, W., Xu, F., Hall, E., Hossain, M., Haynes, E.N., et al., (2016). Exposure to airborne particulate matter during pregnancy is associated with pretermbirth: a population-based cohort study. Environ Health, 15 (1), 1–8.
    • Eyes of the Army. U.S. Army roadmap for unmanned aircraft systems 2010-2035. (2010). U.S. Army UAS center of excellence (ATZQ-CDI-C). Bldg 5000, Lucky star street. Fort Rucker, Alabama, 36362-5101, (334) 255-9850.
    • Fleming, S., Jordan, T., Madden, M., Usery, E., Welch, R., (2009). GIS applications for military operations in coastal zones. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 64. 213-222.
    • Howard, C., (2013). UAV command, control & communications - Military & Aerospace Electronics. Military & Aero Space Electronics, 24 (7), 1-15.
    • Howard, C., (2013). UAV command, control & communications-Military & Aerospace Electronics. Military & Aero Space Electronics, 24 (7), 1-15.
    • Purta, R., Dobski, M., Jaworski, A., & Madey, A., (2013). Testbed for Investigating the UAV Swarm Command and Control Problem Using DDDAS. Procedia Computer Science, 18, 2018-2027.
    • Rezaei, M., Shokri, A.H., Miri Jazari, B., (2016). The effect of GPS antenna’s phase center offset and satellite DOP’s on the exact positioning. International Academic Journal of Science and Engineering. 3 (6), 218-230.
  • Sadeghian, S., Shokri, A.H., (2018). New developments of UAVs in defense and civil applications. The 13th Congress of the Iranian Geographic Society, Tehran, National Geography Organization of Iran (NGOI).
  • Shokri, A.H., Rezaei, M., Miri Jazari, B., (2017). Determine the optimum time to perform precise point positioning using GPS (case study Kermanshah, Iran). The 2nd National Conference on Geospatial Information Technology (NCGIT), Tehran, K.N. Toosi University of Technology Faculty of Geomatics Engineering.
  • Shokri, A.H., Sadeghian, S, (2018). New developments of UAV photogrammetry in mapping and 3D modeling. National Conference on Fundamental research in Civil Engineering, Architecture & Urbanism, Tehran,Avaj Institute of Higher Education.
  • Shokri, A.H., Sadeghian, S., (2019). New applications of UAVs and GIS in command and control (C4I) systems from the perspective of Geomatics, 5th National Conference on Defense Science and Engineering, Tehran, Faculty of Defense Science and Engineering Imam Hossein Officer Training University.
  • Wang, Q., et al., (2012). Object tracking via partial least squares analysis. Image Processing IEEE Transactions, 21(10), 4454-4465.
  • Wikipedia contributors. (2020, February 27). Unmanned aerial vehicle. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 11:32, March 1, 2020.