Magneettiset testimittaukset miehittämättömällä lentolaitteella (UAV) Rovaniemellä 2015-2016 Maija Kurimo & Heikki Salmirinne Geologian tutkimuskeskus
SISÄLTÖ Mittaukset Tulokset Tulosten keskinäistä vertailua sekä vertailua GTK:n maasto- ja lentomittausten tuloksiiin Yhteenvetoa
Mittausalue Ryssänlampi Rovaniemen itäpuolella; Olemassa oli vertailuaineistoina aiemaa maasto- ja lentogeofysiikkaa
Mittausalue Aiempi maastomittauksen linjasto ja magneettinen lentomittauskartta
Mittausalue Ryssänlampi, kesä 2015 Alueen koko 1.52 km 2 Lentosuunta lounas-koillinen Linjaväli 50 m Lentokorkeus noin 40 m Linjakilometrit noin 50 km
Mittaukset Radai suoritti mittaukset 7.8.2015 4 erillistä lentoa näköyhteyteen perustuvalla toiminnalla (VLOS) pääpilotti eli kauko-ohjaaja + 3 apupilottia eli kauko-ohjaustähystäjää (kommunikointi käsipuhelimilla) lentokorkeus n. 40 m reittipisteiden suunnittelussa käytetty maanmittauslaitoksen laserkorkeus aineistoa (2x2 m) tehollinen lentoaika 77 minuuttia, yhteensä mittaukset veivät aikaa noin 3.5 tuntia Mittausten esittelypäivä järjestettiin Ryssänlammella19.8.2015 (paikalla yhtiöiden edustajia ja mediaa) Lisämittauksia eri lentokorkeuksilla (70m, 130 m) tehtiin 20.8.2015 Lopullinen raportti ja tulokset toimitettiin 21.9.2015 Hyväksyntä 23.9.2015
Mittaukset Table 1: Technical information on Radai's UAV system UAV parameters Value Electric engine 780 W Wingspan 2.12 m Mass 3 kg Payload 1 kg Flight speed 10-15 m/s Flight time 40 min UAV magnetometer Flux-gate Noise level ±0.5 nt Dynamic range ±65 T Sampling frequency 10 Hz Base station magnetometer Proton Resolution 0.1 nt Dynamic range 30-60 T Sampling frequency >1 Hz Weight 2.2 kg
Mittaukset Suunnitellut reittipisteet ja lennetyt lentolinjat Mittausparametrit: magneettikentän xyz komponentit koneen asento (roll, pitch, yaw) GPS-sijainti Ilmanpaine & korkeus & magneettikenttä maa-asemalla
Miksi uusintamittaus talvella? Kuva: H. Salmirinne saman testialueen mittaus tiheämmällä linjavälillä (30m), talviolosuhteissa (helmi-maaliskuu 2016), tehostetulla suuntakalibroinnilla mahdollisuuksien mukaan hieman alemmalla lentokorkeudella. toivoimme, että yhtiö hakee mittaukselle B-VLOS-lupaa, jotta päästään testaamaan mittaustoimintaa täysin kauko-ohjatusti.
Mittaukset talvella 2016 Radai teki GTK:lle tarjouksen 4.12.2015 ja anoi TRAFI:lta B-VLOS lupaa, joka myönnettiin 4.1.2016, anotulle ajankohdalle 8-19.2.2016 Radain ensimmäinen yritys 12-13.2, mutta keskeytettiin teknisten ongelmien vuoksi Seuraava ajankohta oli 5.-6.3 saatiin yksi lento Loput kaksi lentoa 26.3. ilman B-VLOS-lupaa
Mittausalue Ryssänlampi, kesä 2015 Alueen koko 1.52 km 2 Lentosuunta lounas-koillinen Linjaväli 50 m Lentokorkeus noin 40 m Linjakilometrit noin 50 km Ryssänlampi, talvi 2016 Linjaväli 30 m Lentokorkeus noin 30 m Linjakilometrit noin 60 km
Mittaukset Suunnitellut reittipisteet, lennetyt lentolinjat kolmella mittauslennolla Mittausparametrit: magneettikentän xyz komponentit koneen asento (roll, pitch, yaw) GPS-sijainti Ilmanpaine & korkeus magneettikenttä maa-asemalla
Tulosten tarkastelua GTK:n maastomittaukset UAV-mittaus, lentokorkeus ~41 m
Tulosten tarkastelua GTK:n maastomittaukset, ylöspäin jatkettu 40 m UAV-mittaus, lentokorkeus ~41 m
Tulosten tarkastelua: profiilivertailu
Tulosten tarkastelua: profiilivertailu Ryssänlampi magnetic data: Red : MGL : GTK airborne survey 1982 (N-S line) Green : UAV : Radai UAV 2015 (alt 40 m), sampled from grid Blue : UAV : Radai UAV 2016 (alt 30 m), sampled from grid
Tulosten tarkastelua: mittauskohina Kohina (noise envelope) noin 20 nt Mittaustiheys 10/sek, pisteväli 1-1.5 m, joten suodatus toimii (pun)
Tulosten tarkastelua: mittauslinjat Kevyt kone on tuuliherkkä, linjalla pysyminen hankalaa, suunnan keskihajonta noin 40-50 astetta Kone lentää sivutuulessa kylkimyyryä (yaw), keskihajonta 10-15 astetta
Tulosten tarkastelua
Tulosten tarkastelua UAV mittaukset: 30m linjaväli ja 30m lentokorkeus vs. 50m linjaväli ja 40m lentokorkeus
Tulosten tarkastelua: kustannustehokkuus? Mittaus oli kokeellinen sisältäen tuotekehitystä, hinta ei vielä aidosti vertailukelpoinen Pienen mittausalueen työn hinta 200 300 /linjakm, sama tai kalliimpi kuin maastomittaus Tulosten tarkkuus vastaa mittausta lentokoneella, alueen koko maastomittausta Kun työstä tulee rutiinia, niin hinnasta tullee kilpailukykyinen
Tulosten tarkastelua Kehitettäviä asioita: tarkempi suuntakorjaus (heading correction) flux-gate magnetometrin asennon kalibrointi barometrisen korkeuden tarkkuuden todentaminen häiriöisyyden vähentäminen kustannustehokkuuden parantaminen
Tulosten tarkastelua B-VLOS kokemuksia: Lupa anottiin 10.12.2015 ja saatiin 31.12.2015: vain 20 päivää! Lupa voitiin uusia joustavasti Lupa-alue suunniteltava huolella, jotta kone ei milloinkaan ylitä lupaaluetta BVLOS-lupa teki työn sujuvammaksi, halvemmaksi, turvallisemmaksi ja vähemmän sääherkäksi Lupakäytännöt vielä hioutumatta: toinen jatkolupa ei onnistunut TRAFIn muuttuneen riskitulkinnan mukaan
Yhteenvetoa Löytyi vain yksi firma, jolla oli näyttöä osaamisesta Työ sujui nopeasti ja tulokset saatiin aikataulussa Työ tehtiin GTK:n toiveet ja mukanaolo huomioiden Kehitettäviä asioita löytyi, mutta niin pitääkin olla Mittaustulos hyvä ja käyttökelpoinen Kuva: M. Pirttijärvi