Drony všude nad námi

Datum: 11.7.2016  |  Autor: prof. Dr. Ing. Karel Pavelka, Fakulta stavební ČVUT, katedra mapování a kartografie  |  Recenzent: Ing. Václav Šafář, Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický Zdiby

První díl pojednává o RPAS (Remotely Piloted Aerial System) z hlediska historie, legislativy a možného využití zejména v civilním sektoru. RPAS, často nazývané UAV či UAS a slangově „drony“ jsou fenoménem posledních několika let. Nepochybně jsou moderní a velmi populární technologií, která doznala nebývalý rozmach díky miniaturizaci elektroniky, řídicích i navigačních prostředků, vývoji výkonných baterií i dostupné ceně jednotlivých komponent. Nezanedbatelnou oblastí je ale jejich bezpečné využití a současné limity použitelnosti.

Úvod

Slovo „dron“ se v posledních letech rychle vetřelo do českého jazyka a jako mnoho jiných technických výrazů pochází z angličtiny. A jako mnoho jiných výrazů se píše i vyslovuje špatně. Správně se píše drone, výslovnost je pak podle významu. Otázkou je, odkud vlastně přišlo. Kupř. příznivci filmové klasiky Star Trek znají Drone jako epizodu ze série či humanoida.

Pokud budeme pátrat v pramenech nebo budeme hledat dnes asi nejvíce s použitím Internetu, najdeme, že správně se jedná o slovo drone [drəʊn], které má překvapivě starodávný původ, může to být podstatné jméno i sloveso.

Starší výslovnost [drohn, drón]1 vystihuje činnost, např. monotónní mluvu či činnost, v roli podstatného jména má pak hudební význam – zejména spojený s dudami (píšťala či nízkofrekvenční zvuky), podobná slova lze nalézt i v jiných germánských jazycích (německy Drohne).

S výslovností [drəʊn]2 se nabízí také více možností: sloveso (provozovat nízkofrekvenční „bzučivý“ tón) či podstatné jméno označující tento zvuk. Dále je slovo drone vyloženo jako trubec, líný člověk (odvozeno od trubce, nepracuje a žije na úkor jiných), a teprve nakonec jako dálkově řízený letecký prostředek (ale i loď) bez pilota na palubě.

Americký slovník3 dává též několik výrazů: trubec, ve vojenském pojetí dálkově řízený letecký prostředek k výzvědným či bojovým úkolům. V přeneseném významu (slang, odvozené výrazy) také líného člověka (odvozeno od trubce) nebo letecký prostředek bez pilota na palubě, sloužící ke cvičné střelbě.

Čím si tedy drone zasloužil své pojmenování? Možná díky nízkofrekvenčnímu bzučivému zvuku … těžko posoudit. Rozhodně širší veřejnost dnes spojuje slovo drone zejména s vícerotorovým levným zábavným i výzkumným létajícím prostředkem, vojáci chápou drony jako výzvědné či útočné létající prostředky bez pilota na palubě a odborná veřejnost, která tyto prostředky používá pro výzkum, vědu či business, je označuje různě – jako UAV (unmanned aerial vehicle, tj. volně přeloženo jako letecký prostředek bez posádky na palubě), UAS (unamanned aerial system, jako UAV, ale zahrnující i dálkové řízení, pozemní segment aj.), RPA (remotely piloted aircraft, novější označení, které jasně říká, že prostředek je dálkově řízený). Díky poměrně nové technologii je také i terminologie roztříštěná a nejasná. Ve článku je zde užita zkratka, která popisuje zařízení jako celek, tedy kompletní soupravu leteckého dálkově řízeného prostředku včetně pozemního řídícího segmentu – RPAS (remotely piloted aircraft system, viz dále).

Je vhodné podotknout, že vojenské využití často v technice předchází civilnímu nasazení; nejinak tomu je i v tomto případě. První letecké prostředky bez pilota na palubě se objevily již za druhé světové války.

Německé námořnictvo používalo u svých dálkových ponorek jakýsi kabelem upevněný vrtulník pro pozorovatele – z výšky několik desítek metrů nad hladinou byl daleko širší vizuální kontakt, což bylo v té době stále velmi významné.

L. D. Forrest publikoval vizi vojenského dronu v r. 1940 v časopise Popular Mechanics. První moderní vojenské drony se objevily v r. 1971 a průkopníkem ostrého nasazení je zřejmě Izrael. V současné době jsou ve výzbroji většiny moderních armád, asi nejvíce jsou právě využívané armádou USA ve spojení s válkou proti terorismu. Britské a americké drony Reaper a Predator operují nad Afghanistánem, Irákem i Pakistánem, řízeny jsou přes družice ze základen USAF Nellis a Creech u Las Vegas v Nevadě. Významně využívá drony Izrael, USA, Velká Británie, Čína, Indie, Pákistán, v poslední době i Rusko.

Zde se samozřejmě budeme zabývat dálkově pilotovanými prostředky z hlediska jejich civilního využití (RPAS).

Jak bylo uvedeno, v současné době existuje pro tzv. drony několik užívaných zkratek. Starší UAV či UAS se poměrně vžily, novější a přesnější výraz RPAS (remotly piloted aircraft system) zatím příliš ne. Vzhledem k bezpečnosti provozu i nastavení pravidel užívání není jejich nasazení zcela jednoduché a bezproblémové, jak někteří výrobci deklarují. Zde je i počátek nového označení RPAS – nejedná se přesně o „bezpilotní“ prostředky, jak se někdy kupř. zkratka UAV nepřesně překládá (to by mohlo vzbuzovat dojem, že zařízení nikdo neřídí, což je v rozporu s bezpečností), ale o dálkově řízené – pilotované letecké prostředky. Tj., existuje osoba, která je za činnost RPAS zodpovědná. Tím jsme okamžitě ve spleti právních kliček, v různých částech světa značně odlišných. Zde není prostor k širšímu výkladu práva a zahraničním pravidlům, zaměřme se tedy na Českou republiku (ale pozor, legislativa se rychle vyvíjí, RPAS rychle přibývá a kupř. již na sousedním Slovensku jsou právní normy v této oblasti zcela jiné).

Legislativní rámec v České republice

Pro legální využívání RPAS k vědeckým či komerčním účelům (mimo sportovní a rekreační využití, kdy lze létat jen za určitých technických a bezpečnostních podmínek, viz dále) je třeba vlastnit pilotní licenci od Úřadu pro civilní letectví (ÚCL) a poměrně drahou pojistku (s plněním cca 20 mil. Kč). Počet žádostí o registraci RPAS za poslední dva roky na ÚCL prudce stoupl, jedná se již o stovky žádostí. Mnoho osob ale provozuje RPAS bez patřičných povolení, což je v rozporu se zákonem. Je pravda, že to lze špatně kontrolovat (zejména u malých vrtulových multikoptér pro jejich rychlost, malou výdrž ve vzduchu a velkou mobilitu), ale to je mimo jiné otázka morálky a víry v zákon (která je u nás malá) a dále hlavně otázka prvního většího neštěstí či soudního sporu. Myslím, že to lze do jisté míry srovnat s jízdou bez řidičského průkazu a povinného ručení…

Málokdo si uvědomuje, že v EU platí přísné a někdy i značně rozporuplné zákony na ochranu osobních údajů (chrání tím, doufejme nechtěně, kupř. i zločince či zloděje), kdežto kupř. v USA nikoliv v této podobě (tam zas platí jiné zákony, bylo zaznamenáno několik případů, kdy farmář na svém pozemku sestřelil cizí dron brokovnicí…). Když se zamyslíme a necháme do problematiky vstoupit právníky, situace není tak jednoduchá pro nadšené nasazení RPAS všude, jak si někteří představují. Dostaneme se do právních problémů, např. jak vysoký je váš pozemek, může či nemůže RPAS pořizovat obrazové materiály, za jakým účelem, jak je hodláte využít atd. Zde nastupuje armáda právníků a jejich výklad může být různý.

Základními dokumenty pro využití RPAS (nazývejme drony opravdu raději takto) jsou:

  1. Zákon na ochranu osobních údajů
  2. předpis Ministerstva dopravy L2 – Pravidla létání, Doplněk X
    http://lis.rlp.cz/predpisy/predpisy/index.htm

Hlavní informace nalezneme na:
http://www.caa.cz/letadla-bez-pilota-na-palube/informace-souvisejici-s-provozem-bezpilotnich-letadel-a-1
http://www.caa.cz/letadla-bez-pilota-na-palube/proc-byly-pozadavky-na-ua-stanoveny-a-podle-ktereho-predpisu

Samozřejmě, předpisy jsou ve vývoji a řada subjektů se k jejich výkladu staví záporně, nejen v ČR. Zásadní spory o využití a používání RPAS nalezneme v EU i v USA. Např.:
http://www.letistecr.cz/aktuality/doplnek-x-aneb-konec-modelaru-v-cechach.aspx

Kde, jak a s čím tedy lze létat?

Jak a s čím
  1. s modely, prostředky se vzletovou hmotností 0,91–20 kg, lze létat výhradně pro sportovní účely a zábavu – teoreticky na vlastním pozemku, mimo ně na vhodných a bezpečných místech (nikoliv nad budovami, lidmi, sportovišti, v blízkosti elektrického vedení, letišť apod.); létat lze s modelem, který je v přímém dohledu osoby-pilota, omezena je samozřejmě výška letu, která u všech typů nesmí přesáhnout 300 m, kde začíná prostor pro civilní letectví. Létat se nesmí s modelem ve vzdálenosti 5,5 km od středu letiště, u modelů lehčích 0,91 kg lze i blíže, pokud není překročena výška letu okolních budov. Pro modely do 20 kg je požadovaná pojistka, která může dosáhnout cca 5 tis. Kč ročně, není sice potřeba licence, ale model nesmí využívat zařízení se záznamem obrazu pro libovolné komerční využití a libovolnou formu autopilota, umožňující let modelu na předem naplánované místo (např. GNSS a autopilot, což má dnes řada komerčně prodávaných modelů…). Obecně si pilot, vlastník či provozovatel modelu musí počínat tak, aby neohrožoval osoby ani majetek ostatních. Respektován by měl být předpis Ministerstva dopravy L2 – Pravidla létání, Doplněk X, zejména formou doporučení.
  2. RPAS
    Letecké prostředky, RPAS, které nejsou konstrukčně či účelem modely ve smyslu předchozího odstavce, je obecně možné provozovat pouze s povolením ÚCL. Jedná se zejména o povolení k létání (§ 52 zákona č. 49/1997 Sb. o civilním letectví) a dále o povolení k provozování leteckých prací, leteckých činností pro vlastní potřebu nebo k provozování obchodní letecké dopravy. Využívat RPAS mimo zábavu a sport je možno následovně:
    1. Pro vědecké a výzkumné potřeby – je třeba pilotní licence od ÚCL, je nutno mít RPAS schválený k provozu od ÚCL (typová identifikace a nutné bezpečnostní prvky – např. okamžitý návrat a přerušení automatického pilotování v případě hrozby), po jejímž certifikování dostane RPAS přidělený kód (OK-xxx), RPAS je registrován stejně jako odpovědná osoba – pilot. Požadována je pro nerozlišené typy i hmotnosti stejná pojistka ve výši krytí cca 20 mil. Kč.
    2. Po práce spojené s leteckým snímkováním v rámci obchodní činnosti je nutno mít ještě povolení pro letecké snímkování.

Buďte si jisti, že vše se platí. Jistý americký politik řekl: když se to nedaří, podporuj to, když to jde, přestaň s podporou, když to jde moc, zdaň to…

Dále se zaměříme jen na body b)  1. a 2.

Kde

Samozřejmě mimo letiště, v okruhu minimálně 5500 m od letištní oblasti (pozor, to není jen přistávací plocha, vzdálenost se počítá od tzv. vztažného bodu letiště). Pokud ÚCL nestanoví jinak, musí se RPAS pohybovat v přímém dohledu pilota (dohled se myslí volným okem bez pomůcek, jako např. dalekohledu), což je pro skutečné využité malých RPAS, zejména okřídlených, problém.

Nepovolí-li ÚCL jinak, pak lze provozovat RPAS i modely:

  1. ve vzdušném prostoru třídy G; v extravilánu tedy (mimo letištní a připojené plochy) do výšky 300 m (opět pozor: složky IZS, vojáci, policie a některé startující letecké prostředky jako paraglide aj. mohou být i níže; z tohoto důvodu musíte být schopni okamžitě přerušit let. Pokud chcete létat výše, vztahuje se na vás ohlášení letu a nutná povolení). Autopilot a pořizování dat se záznamem jsou povoleny pro daný účel a typ, létat se smí jen vně zóny oblaků.
  2. v letištní provozní zóně (ATZ) neřízeného letiště po dohodě do výšky 100 m mimo ochranné pásmo
  3. v řízeném okrsku (CTR a MCTR) letiště do 100 m výšky a 5500 m od vztažného bodu letiště, na základě koordinace s řízením letiště a provozovatelem (kupř. letecká vystoupení aj.)

Nesmí se létat v blízkosti chráněných inženýrských sítí (vysoké napětí), vojenských objektů, v okolí vodních zdrojů a dalších vyhrazených oblastí.

Pozn.: v blízkosti letišť tedy, prosím, nelétejte raději vůbec; je to nebezpečné pro provoz letadel a můžete mít problémy s ostrahou, policií i zákonem – tomu se v dnešní poměrně nebezpečné době nelze divit. Problém můžete mít samozřejmě i při létání nad střeženými místy (vojenské objekty, jaderná elektrárna, Pražský hrad a jiné objekty ve správě státu, milionářské rezidence aj.). Mimo to, že se jedná o střežené objekty, překročili byste zákaz létat nad obydlenými objekty.

RPAS je možno používat jen pro účely, dané licencí (tj. fotografovat cíleně sousedku u bazénu správně nesmíte, pokud vám to nedovolí, a pokud ještě ke všemu data vystavíte na Internet, případný soud bude zohledňovat, za jakým účelem byla data pořízena a jak známo, zákon má před vyhláškou přednost). Pokud budete provádět mapování kupř. za účelem tematické mapy a cílem byla tato práce, na některém ze snímků bude nějaká osoba, není to trestné, ale můžete býti vyzváni osobou, abyste udělali taková opatření, aby se nedala rozpoznat (vymazat, rozostřit, retušovat apod.; pozor, osoba nemusí být přímo rozeznatelná v obličeji, ale pokud okolní souvislosti umožní osobu identifikovat, je to z právního výkladu totéž).

To, co je velmi důležité: za letu se nesmíte přiblížit více než 100 m k osobám, objektům a stavbám, které nejsou součástí provozu, při vzletu a přistání se prostředek mimo pilota nesmí přiblížit k osobám blíže než na 50 m.

Nelze se přiblížit více než na 150 m k hustě osídleným oblastem (nelze létat nad hustě zastavěným územím). To prakticky vylučuje nasazení RPAS ve městech (!). Pokud je to nutné, musí na to být zvláštní povolení (to obyčejně nedostanete). Policejní, záchranné a vojenské složky mají výjimku (jako prakticky ve všem). Jak je to v České republice s dodržováním nařízení i zákonů i s následnou kontrolou, o tom ať si udělá každý úsudek sám. Mnoho uživatelů RPAS vůbec o nějakých legislativních bariérách neví, prodejci mnohdy tuto problematiku zlehčují či ji raději neuvádějí a tak řada tzv. hobby (sportovní, zábavná či přímo hračková zařízení) „dronů“ překračuje při svém užívání některé části vyhlášky. Legislativní sjednocení v rámci EU stále není (v řadě evropských států platí často značně odlišná pravidla užívání RPAS, čeká se možná i na postup v USA, kde je odhadem již kolem 1 milionu uživatelů RPAS a kde existuje i státní projekt jejich využití). Mění se i pohled samotné americké FAA (Federal Aviation Administration), která se chystá změnit regulaci RPAS pro komerční využití (návrh tvorby předpisů je z r. 2015, předpoklad zavedení je v r. 2016). Větší změny tak lze očekávat právě v letošním roce celosvětově, proti větší regulaci je samozřejmě komerční sféra, prodejci, výrobci ale i někteří zákonodárci, kteří vidí v nové technologii nové pracovní příležitosti.

Zcela jasný problém je ale se sloučením obou základních typů RPAS – multirotorové systémy a okřídlené systémy mají zcela jiné letové a řídící možnosti a to se příliš v předpisech nezohledňuje; předpisy jsou víceméně psány pro multirotorové systémy, které jsou jistě více nebezpečné a hrozí u nich častěji kolize či závada.

S čím

To je trochu problém. Pokud se podíváme na paralelu kupř. s automobily či dopravními letadly, u těch je dlouhá; tradice, již sto let vývoje a snaha o maximální bezpečnost cestujících. Pokud si postavíte vlastní auto a chcete jezdit po komunikacích, musíte si ho nechat otypovat (což bude velmi drahé, proto je lépe koupit auto sériové výroby s typovým listem…). RPAS se mimořádně rychle vyvíjejí a existuje dnes nesčetně mnoho typů v malých sériích, mezinárodní homologace až na výjimky neexistuje. Létat může leccos, ale musí to být schválené a mít bezpečnostní pojistky, jako např. již zmíněné okamžité přerušení letu. Bezpečnost RPAS je skutečně palčivým problémem a mnoho vývojářů i legislativců ji řeší. Největším problémem je detekce možné kolize a její předcházení včetně okamžité automatické reakce (zde je určitá paralela s novými bezpečnostními prvky v moderních, elektronikou vybavených automobilech) a jednoznačná identifikace RPAS (tedy zejména identifikace osoby, zodpovědné za zařízení).

Využití RPAS

Civilní RPAS jsou novinkou posledních let ve světě dokumentace, mapování a monitorování objektů nízkonákladovými prostředky. Oproti vojenským modelům se jedná většinou o nepoměrně levnější typy, avšak „vyzbrojené“ digitálními fotoaparáty, multispektrálními či hyperspektrálními systémy, leteckými laserovými skenery či termokamerami aj., které tak levné určitě nejsou. RPAS dominují na technických výstavách a odborných akcích oborů geomatiky, geoinformatiky a geodézie již několik let. Výzkum technologie i zpracování výsledků je zde skutečně velmi rychlý a dnes existuje mnoho komerčně prodávaných typů pro rozličné využití. I zde proto nalezneme velmi drahá sofistikovaná zařízení, i když jenom výjimečně.

Zásadně se RPAS liší v konstrukci, proto je vhodné definovat alespoň rámcově jejich základní typy.

Naše (ale i cizí) legislativa definuje volně létající prostředky a upevněné létající prostředky. Upevněné létající prostředky mohou také sloužit různým účelů – reklama, turistika, fotografování. Většinou se jedná o balóny, vzducholodě či draky. Na ty se legislativa ÚCL dále nevztahuje při dodržení podmínek letového provozu (zejména výška provozu), na umístění upevněného balónu či vzducholodě je nutné povolení úřadu veřejné správy. Problém nastane až po nechtěném odtržení prostředku a jeho neřízeném letu, což se ji několikrát stalo. S draky lze léta libovolně.

Volně létající prostředky se technicky dělí na:

  1. dálkově řízené vzducholodě,
  2. vrtulníky (jeden či dva souosé hlavní rotory),
  3. multikoptéry,
  4. letecké prostředky s křídly klasické konstrukce.

Podle pohonu lze RPAS rozdělit na zařízení s:

  1. elektrickým pohonem,
  2. spalovacím motorem.

Jiné typy pohonu se zatím nevyužívají.

Jako levné RPAS pro zábavu se využívají zejména multikoptéry a vrtulníky na elektrický bateriový pohon. Umožnil to až vývoj lehkých, levných a dostupných Li-Pol baterií, které mají již dostatečnou kapacitu a létající prostředky tudíž i použitelnou výdrž ve vzduchu. Další nutnou podmínkou jsou dostupné a levné řídící prvky, od přenosových systémů až po gyrostabilizaci a INS (inerciální navigační systém). Vybaveny jsou většinou levným senzorem – on-line kamerou s náhledem či s ukládáním na mini SD kartu (což už ale je zřejmě v rozporu s pravidly na veřejně přístupném prostoru). Ohromný nárůst zájmu o tyto zábavné prostředky z nich udělal dětské hračky v různých podobách, ale i zábavu dospělých; jejich příliv do republiky (ale samozřejmě i do celého světa) zejména z Číny je ohromný. Většina z nich je poměrně lehce ovladatelná bez větších zkušeností, avšak náhradní díky po běžných drobných pádech jsou poměrně drahé a často dostupné jen přes internetový obchod. Právě snadná ovladatelnost a dostupná cena z nich dělá poměrně nebezpečná zařízení, pokud jsou provozována v rozporu s legislativou.

RPAS pro vědu, výzkum, a obchodní činnost jsou robustnější, dražší a zejména specializované svým užitečným nákladem. Využívají dnes nejčastěji elektrický bateriový pohon. I když výkon a kapacita baterií stoupá, doba letu je omezena v současné době u multikoptér na 10–20 (zcela výjimečně 30) minut, u okřídlených RPAS je výdrž ve vzduchu větší (běžně 40–60 minut). Všechna tato zařízení jsou doplněna o navigační prostředky typu INS (inertial navigation system), který se skládá z různě přesných čipů GNSS a antény (poloha zařízení v prostoru) a IMU (inertial measurement unit), zajišťující orientaci v prostoru.

Princip letu u obou typů je odlišný a také jejich hlavní možnosti využití.

Multikoptéry startují kolmo, rotory musí nést celou váhu zařízení, vertikální pohyb lze řídit otáčkami rotorů, horizontální pohyb se u vícerotorových RPAS uskutečňuje náklonem celého zařízení pomocí otáček jednotlivých rotorů. U klasického vrtulníku je nutno natáčet listy rotoru a rotor, vyrovnávací zadní kolmý rotor zamezuje rotaci celého zařízení a slouží pro řízení směru letu. Hmotnost multikoptér a elektrických vrtulníků je od stovek gramů po několik kg, z hlediska materiálu se využívá lehkých slitin a uhlíkových kompozitů v kombinaci s plastem; nosnost užitečného materiálu je relativně velká, od stovek gramů až po několik kg, závisí samozřejmě na předpokládané délce letu.

Okřídlené RPAS využívají křídla, která po dosažení základní rychlosti vytváří nosný vztlak, který zařízení nese. Vrtule dává zařízení dopřednou rychlost, směr letu se řídí různými typy aerodynamických klapek. Menší typy mají obyčejně tlačnou vrtuli, která je bezpečnější a více chráněná při přistání. Drak letadla je často u levnějších typů z tvrzeného polystyrenu, což výrazně snižuje hmotnost celého zařízení. Váha bývá od stovek gramů po několik kg, nosnost je běžně 0,2–1,0 kg. Větší, těžší a dražší okřídlené RPAS využívají klasickou leteckou konstrukci a také i benzinový motor, nosnost mají v kg.

Cena

Vrtulníky a multikoptéry pro zábavu lze pořídit za 1 000–10 000 Kč, poloprofesionální a profesionální za desítky a stovky tisíců Kč. Obdobné je to i u okřídlených RPAS; zde příliš mnoho typů pro zábavu trh nenabízí, jelikož nutná dopředná rychlost těchto prostředku jejich využití značně omezuje na malých prostorách – jako hračky jsou lepší multikoptéry, které se lépe řídí a máte je na dosah ruky. Pokud budete chtít poloprofesionální okřídlený systém, největší cenu tvoří obyčejně navigační a snímkový software. Cena je i pro malé systémy kolem 500 tis. Kč a výše. K nákladům je nutno připočíst licenční poplatky, pojištění a častou výměnu baterií, případně nutné opravy.

Přehled základních typů RPAS a jejich využití

Základní vědecké nebo obchodní využití RPAS je dáno principem letu. Vrtulníky a multikoptéry jsou ideální pro dokumentaci či průzkum staveb. Bez lešení či mobilní plošiny lze dokumentovat stav stavby vysoko nad vámi i v poměrně úzkých prostorách. Průzkumný let je vyhotoven během desátek minut, multikoptéry mohou nést i těžší zařízení, využívají se kvalitní digitální fotoaparáty, kamery s vysokým rozlišením a nově i levné typy termokamer, jejich cena se výrazně snížila. Přítomnost INS umožňuje relativně snadné řízení multikoptéry, pokud je k ní vytvořen i speciální řídicí software. Jinak INS zajišťuje v případě ztráty komunikace či viditelnosti RPAS jeho návrat na místo startu, „visení“ multikoptéry nad určitým bodem či dodržení bezpečného odstupu od kupř. budovy. Multikoptéry jsou téměř standardně vybaveny podvěšeným otočným nosičem snímací aparatury (gimbal), který zajišťuje natáčení obyčejně fotoaparátu pro potřebný záběr – můžete tedy kupř. vystoupat s multikoptérou do určité výšky a vzdálenosti od objektu, uzamknout jeho polohu a natáčením fotografovat objekt. Pokud se využívá multikoptéra pro plošné snímání, je třeba navigační software, který území rozdělí na náletové řady. To lze dělat i manuálně, ale je to jen pro zdatné piloty. Obecně lze říci, že ovládání profesionální či poloprofesionální multikoptéry je složitější a předpokládá určité zkušenosti, dosah a možné užití pro plošné objekty je menší, než u okřídlených RPAS.

Okřídlené RPAS potřebují pro let určitou dopřednou rychlost, což je na druhou stranu určitá nevýhoda oproti multikoptérám. Nemohou zcela jednoduše startovat kolmo vzhůru, platí pro ně pravidla, jako u běžných letadel. Pro start a přistání potřebují volné prostranství, některé i zpevněnou plochu, určité typy využívají pro start katapult, jiné zas pro přistání padák. Zde je značná variace možností. Charakterem letu je dáno jejich použití – zejména mapování, dokumentace a průzkum plošného území obdobně jako klasická letecká fotogrammetrie. Špatně se hodí pro dokumentaci či průzkum jednotlivé budovy; lze ale využít pro monitoring plošné zástavby či velkých dopravních a vodních staveb, technologických velkoplošných celků apod. Oproti klasické letecké fotogrammetrii lze tento typ RPAS nasadit téměř okamžitě, cena za snímkování je minimální (daná odpisy zařízení a dopravou na místo), rozlišení od 2–3 cm po 10 cm, avšak omezený dosah, běžně 1 km2 na jeden let. Zatímco se u klasické letecké fotogrammetrie využívá drahá a speciální fotogrammetrická kamera, vyšší výška náletu a specializované dopravní malé letadlo, RPAS využívá běžně levné kompaktní digitální fotoaparáty, řízené přímo pomocí navigačního software. Rozlišení kompaktních fotoaparátů je sice mnohdy mezi 10–20 MPix, avšak radiometrická a geometrická kvalita obrazu je dána kvalitou objektivu, a ta je u těchto typů nízká. Vždy platí a bude platit – něco za něco. Levná technologie je vyvážena nepříliš kvalitními snímky a jejím velkým množstvím (stovky snímků na 1 km2) oproti vysoké kvalitě 1–2 snímků z klasické letecké fotogrammetrie na stejné území.

Na odborných akcích a výstavách jsou často demonstrovány již značně vyspělé a hmotné RPAS, jejich cena je závratná a rozhodně je nelze nazvat nízkonákladovou technologií. Pak je ovšem zejména u okřídlených RPAS otázka, jestli je jejich využití ještě efektivní. Vývoj se začal vzdalovat od původního účelu RPAS – tedy rychlá a levná dokumentace, průzkum či monitoring malého území, byť s využitím různých typů zařízení. Kupř. jedna taiwanská univerzita předváděla na kongresu ACRS 2015 okřídlený RPAS, váha asi 30 kg, start ze zpevněné dráhy, vědecké zařízení se skládalo z celkem pěti různě natočených digitálních zrcadlovek, jejich obrazy se speciálním programem spojovaly v jeden s velkým rozlišením. Letová výška kolem 1100 m, výdrž hodiny, benzinový motor, výsledné rozlišení a přesnost syntetického obrazu do 10 cm. Zde se již výhody RPAS zcela určitě ztratily a také vývoj takového zařízení ztrácí účelnost oproti klasické a zaběhlé letecké fotogrammetrii. Proto je třeba rozlišovat před někdy i nesmyslným nasazením RPAS, účelností a přesností výsledků. Drony nad hlavou – ano, ale jen tam, kde je to účelné a ekonomické a s ohledem na bezpečnost.

Prvním průzkumným prostředkem bez pilota na palubě (RPAS), který používala Československá armáda v 80. letech, byl průzkumný proudový dálkově pilotovaný letoun Tupolev 143/VR-3 Rejs. Proudový RPAS měl dolet 180 km (operační rádius tedy cca 80 km), dobu kolem cca 13 minut a vybaven byl filmovou kamerou, televizní kamerou a zařízením pro zjišťování radiace, oba posledně jmenované přístroje s bezdrátovým přenosem dat. Vyrobeno bylo 950 kusů.

Průměrná doba mezi odsouhlasením záměru pořídit si RPAS pro vědu, výzkum či pracovní aktivity (například do stavební firmy na dokumentaci průběhu výstavby) do prvního samostatného legálního letu (který lze provést až po schválení způsobilosti RPAS i oprávněné osoby ÚCL) je zcela určitě více než půl roku, pro letecké práce více než jeden rok.

V dalším díle se budeme věnovat zpracování dat RPAS a jejich využitelnost ve stavebnictví. Literaturu a závěr najdete na konci třetího dílu seriálu.


Výzkum a výsledky v tomto článku byly podpořeny grantem MKČR DF13P01OVV002.

Poznámky

1 Oxford dictionary ... Zpět

2 British Dictionary ... Zpět

3 The American Heritage® New Dictionary of Cultural Literacy, Third Edition ... Zpět

 
Komentář recenzenta
Ing. Václav Šafář, Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický Zdiby
Článek uvádí čtenáře do problematiky dálkově pilotovaných leteckých systémů čtivou formou, která odpovídá typově čtenáři odborného periodika zaměřeného na stavebnictví. Předpokládá tedy jen základní znalosti a povědomí o odborné náplni fotogrammetrie. Z tohoto pohledu je zcela správně postupováno, jak ve skladbě článku, tak v jeho hloubce probírané problematiky. Z celého třídílnéhocyklu je patrné, že autor je skvělým popularizátorem oboru fotogrammetrie a dálkového průzkumu Země. V první části článku se snaží čtenáře seznámit s používanou terminologií a to jak neodbornou (používanou bohužel i redaktory veřejně právních médií - o dalších ani nemluvě), tak i s odbornou. V další části textu nás zavádí do historie využití RPAS ve vojenství, seznámeni nás se stavem naší legislativy a správně upozorňuje, že se tato oblast legislativy civilního létání velmi dynamicky mění a po přijetí Rižského protokolu měnit razantně bude i nadále. Z tohoto důvodu autor zcela správně odkazuje na internetové prameny, které je nutné v případě zájmu o tuto problematiku bedlivě sledovat. Autor uvádí i stručný, ale výstižný výklad předpisů leteckého snímkování RPAS platný v současné době v ČR. Je zde uvedena většina omezení provozu různých typů RPAS a jsou správně vymezeny jak hladiny, tak prostory pro snímkování. Jasnými praktickými pokyny (s minimem použití zamlžujících právních termínů) poskytuje prvotní informaci o stavu legislativy při použití RPAS a odlehčujícími příklady dává najevo meze, které jsou mimo zákonné normy, a kterým se ve všech slušných křesťanských zemích říká etika. Část zabývající se popisem v současné době využitelných nosičů RPAS a senzorů, které jsou firmami pro tento provoz doporučovány a nabízeny na trhu, je poměrně kritická a vede případné zájemce alespoň k prvnímu vhledu do problematiky práce s těmito prostředky. Následující část podrobně rozebírá druhy RPAS, popisuje jejich výhody a nevýhody a rovněž uvádí základní cenové relace, které mohou vést k nákupu RPAS. Bylo by možná vhodné doplnit informaci o tom, jaká je průměrná doba mezi odsouhlasením záměru pořídit RPAS prostředky (například do stavební firmy na dokumnetaci průběhu výstavby) do prvního samostatného legálního letu...
English Synopsis
UAV everywhere above us

Presented text discusses RPAS (Remotely Piloted Aerial System) in terms of history, legislation and its possible use especially in the civil sector. RPAS, often called UAV / UAS or “drones” in slang are a phenomenon of recent years. They present modern and popular technology that has undergone an unprecedented boom thanks to miniaturization of electronics, control and navigation equipment, high-performance battery development as well as individual components now available for affordable prices. Safe manipulation and current limits of applicability are indispensable and must be taken into account.

 

Hodnotit:  

Datum: 11.7.2016
Autor: prof. Dr. Ing. Karel Pavelka, Fakulta stavební ČVUT, katedra mapování a kartografie
Recenzent: Ing. Václav Šafář, Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický Zdiby



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (1 příspěvek, poslední 19.07.2016 13:02)


Projekty 2017

Doporučujeme

logo Weber
logo FERMACELL
logo KM BETA
logo KINGSPAN

Spolupracujeme

logo Stavební veletrhy Brno
logo PSM CZ
logo NÁRODNÍ STAVEBNÍ CENTRUM
logo CTI

 
 

Aktuální články na ESTAV.czVinyl – materiál pro podlahoviny. Jak se vyrábí a recykluje?Jak vybrat a správně instalovat filtraci k bazénuRekonstrukce okálu s použitím technologie Activ´Air®Vzorové sestavy pro využívání dešťové vody v domácnosti a na zahradě – III.