Drones in het landmeten

Academiejaar 2014-2015

Faculteit Natuur en TechniekValentin Vaerwyckweg 19000 Gent

Drones in het landmeten

Laurens Peeters,1ste jaar landmeten, groep D

InhoudVoorwoord en motivering onderwerp3Wat is een drone?4Geschiedenis/ontwikkeling van drones6Toepassingen van drones9A.Algemene toepassingen9B.Specifieke toepassingen in de landmeetkunde10Voor- en nadelen van drones12Besluit14Bibliografie15

Voorwoord en motivering onderwerp

Voor het schrijven van deze paper wist ik snel dat ik een paper over drones wou maken. Dit heeft mede te maken doordat ik enerzijds een voorliefde heb voor vliegtuigen en anderzijds voor het landmeten zelf. Wat me ook interesseert is het feit dat er bij drones nog veel evolutie mogelijk is. Ik denk dat het nog maar in zijn kinderschoenen staat daarom is het leuk om hier meer over te weten te komen.

Na het nodige opzoekwerk schrok ik dat er zo veel toepassingen bestonden van drones. Ik volg ook nauwlettend de actualiteit en daarin zie ik dat drones voor allerlei doeleinden worden gebruikt. Spijtig genoeg zijn de meeste van deze toepassingen nog niet volledig op punt gezet waardoor ze nog niet dagelijks in de praktijk worden gebruikt. Veelal is het probleem dat de software nog verder op punt moet gesteld worden.

In deze paper bespreek ik eerst algemeen wat een drone is, hoe het technisch in elkaar zit. Vervolgens geef ik wat meer uitleg over de geschiedenis en het ontstaan van de drone. Nadien bespreek ik de toepassingen van drones, eerst algemeen en daarna specifiek in de landmeetkunde. Vervolgens som ik de voor- en nadelen op van drones, want zoals bekend zijn er ook bestaande nadelen aan drones. Soms worden drones in een slecht daglicht geplaatst, vooral in verband met oorlogen, dit zal ik op het einde van de paper verder belichten. Op het einde geef ik een slotwoord over deze paper met mijn visie op de toekomst van drones en onbemande vliegtuigen en hoe ik de verdere evolutie ervan zie.

Wat is een drone?

Een drone is een onbemand luchtvaartuig, voor civiel gebruik spreken we vaak over UAV (=unmannend, aerial vehicles), het is dus een vliegtuig waarbij de piloot het vliegtuig vanop een afstand bestuurt. De benaming UAV klopt niet volledig, het is eigenlijk meer RPAS, Remotely Piloted Aerial System. Er is namelijk altijd iemand die een dergelijk apparaat moet besturen en die persoon zit ergens op de grond. Het gaat om een systeem omdat er ook altijd een compleet besturingsapparaat omheen hangt. Daardoor is de benaming veelal afhankelijk voor welke doeleinden het gebruikt wordt. Als het ivm met defensie is krijgt het meestal de naam drone, heeft het te maken met gewone civiele toepassingen wordt het vaak UAV of RPAS genoemd. (onbemand luchtvaartuig, 2014)

Ze worden vaak bestuurd in de nabijheid van het vliegtuig, maar soms is de piloot meer dan duizend kilometer van het toestel verwijderd. Het woord drone is een term die uit het leger is overgewaaid en betekent letterlijk vertaald mannetjesbij. Dat was ook de oorspronkelijke bedoeling van drones, ze waren net zoals de GPS bedacht voor en door het leger. Nadien zijn er vele toepassingen ontstaan voor het dagelijkse leven. Mede doordat drones vooral eerst door het leger werden gebruikt, is er een negatieve sfeer rond drones. De mensen denken dan onder andere aan spionage en onterecht doden van mensen terwijl er zoveel goede doeleinden zijn van drones. (Wat zijn drones, sd)

Drones bezitten een framework, deze wordt samengesteld al naargelang de functie van het toestel. Dit zorgt ervoor dat de hard-en software (en in de meeste gevallen ook een camera) vaak verschillen van toestel. De kleinere drones die voor particulier gebruik dienen, zijn meestal klein en eerder licht daarom wordt er gebruik gemaakt van glasvezel weefsel en carbon, de zwaardere drones voor militaire doeleinden bezitten daarentegen meer staal en aluminium. Ook de software verschilt sterk, de militaire drones hebben een zware software nodig mede door de precisie van het grote toestel. (onbemand luchtvaartuig, 2014)

Drones zijn ofwel volledig autonoom, semi-autonoom of handmatig bestuurd. Bij volledig autonome besturing vliegt het toestel gewoon op zichzelf zonder inmenging van een piloot. Bij een semi-autonoom vliegtuig kan er ingegrepen worden, anders vliegt het toestel gewoon autonoom. Handmatige besturing van een drone gebeurt meestal via een videosysteem waarbij de beelden op het grondstation verschijnen. Deze beelden worden doorgestuurd via wifi, radiofrequenties of een satteliet. Het wordt dus volledig bestuurd door een persoon. (Noor Desmet, 2014)

Qua vliegtechniek zijn er twee opties: je hebt enerzijds de drones die vliegen als een vliegtuig en anderzijds de helikopterdrones. Het voordeel van het vliegtype is dat deze een grotere vliegduur bezitten, een grotere weerstand aan windkrachten hebben en de mogelijkheid om in n keer een groot terrein op te meten. Het nadeel van dit soort type is dat ze steeds voorwaarts moeten vliegen, want ze kunnen niet hooveren (=op n en dezelfde plaats blijven) en de reactiesnelheid en beweeglijkheid zijn minder. De helikopterdrones manoeuvreren beter, ze kunnen verticaal opstijgen en dalen, ze hebben ook de mogelijkheid om te hooveren. Als nadeel hebben ze dan weer dat ze moeilijker bestuurbaar zijn en dat ze gevoelig zijn voor wind en vibratie van de rotoren. Deze laatste komen ook het meeste voor bij drones, hier heb je nog een onderscheid in naargelang het aantal propellers. Zoals de bi-copter, tri-copter, quad-copter, (de bi-copter heeft 2 propellerers, een tri-copter heeft 3 propepellers enz. ). (Noor Desmet, 2014)

Globaal gezien kan je de drones indelen in vijf grote categorien:

1. Laagvliegende drones: deze zorgen voor een gedetailleerde weergave van het terrein.

2. Kamikaze drones: vliegt recht op zijn doel af en laat zijn doelwit ontploffen, veel gebruikt voor militaire doeleinden.

3. Grote hoogte drones: deze hebben een grote accu, ze filmen op grote hoogte en brengen een groot gebied in kaart.

4. Achtervolgingsdrones: deze drones zijn bedoeld om bewegende doelen (=mensen, personen) te volgen.

5. Touch down monitor drone: zijn drones die geluidsopnameapparutuur en videocameras installeren.

In deze paper ligt de nadruk vooral op de eerste categorie, de laagvliegende drone mede omdat deze ook de meeste toepassingen heeft in de landmeetkunde.

Een voorbeeld van een kamikaze drone, wordt vooral gebruikt door Amerikaanse leger.

Geschiedenis/ontwikkeling van drones

Als we de geschiedenis hiervan bespreken is het zeer moeilijk om te spreken over een echt beginpunt, want zelfs in de 19de eeuw werd al gexperimenteerd met onbemand vliegen. Zo zette Oostenrijk reeds in 1849 de eerste uav in bij de oorlog tegen Itali. Dit was door middel van balonnen die op een bepaalde afstand konden ontploffen, hiermee probeerden de Oostenrijkers Veneti te bombarderen. Dit was mislukt, maar het was de aanzet tot de verdere ontwikkeling ervan. (kleine drones, revolutie in de luchtvaart, sd)

Een uitvinder die ook een enorm belangrijke rol speelde in de ontwikkeling van drones is Nicolas Tesla, hij is onder meer de uitvinder van de radio, wisselstroom, licht Zijn belangrijkste uitvinding voor de drone was ongetwijfeld de afstandsbediening. In 1898 kon hij een boot vanop een afstand besturen, dit kon door middel van een aantal lange batterijen en knoppen die radiosignalen stuurden naar de juiste propellors. Deze techniek is later (en nu nog!) zeer belangrijk geweest bij de verder ontwikkeling van drones. (Nikola Tesla, de man die de wereld verlichtte)

Nadien is er snel veel vooruitgang gemaakt in de militaire luchtvaart vooral door de twee wereldoorlogen in de 20ste eeuw. In 1917 begon ook Amerika met een oorlog tegen Duitsland, ze begonnen snel aan een project om een onbemand vliegtuig te maken. Het werd de kettering bug genoemd, het vliegtuigje was gemaakt uit hout en had een reikwijdte van 120 km. Het werd aangedreven op benzine, woog 270 kg en kon een bom van 135 kg meenemen. Spijtig genoeg kwam de ontwikkeling iets te laat op gang waardoor het toestel nooit echt in productie is kunnen gaan, omdat de oorlog dan al gedaan was. In de tweede wereldoorlog zijn het opnieuw de Amerikanen die het voortouw nemen op vlak van drones deze keer met een nieuw project: Operatie Aphrodite. Al was het toen geen groot succes van de Amerikanen. . (kleine drones, revolutie in de luchtvaart, sd)

Na de tweede wereldoorlog kwamen er allerlei nieuwe technische ontwikkelingen op het gebied van computers en satellieten. Deze zorgden ervoor dat het gebruik van drones veel effectiever werd. In de jaren 70, tijdens de Vietnamoorlog vlogen er naar schatting al ruim 3000 onbemande vliegtuigen boven Zuidoost-Azi. Dit was mede om te spioneren en luchtdoelen in het vizier te krijgen. (de drone een 100 jaar oud fenomeen, sd)

Na de aanslagen op de WTC-torens op 9/11/2001 is het gebruik nog verder toegenomen, vooral tegen terrorisme. De angst die daarvoor heerst probeert men te counteren met de drones: deze zouden een groter gevoel van veiligheid geven. Zowel in Pakistan als Iran werden er al meermaals drones gebruikt tegen het terrorisme. Het ziet er naar uit dat de VS zeker zijn uitgaven voor drones niet zal terug schroeven, alleen al in 2013 spendeerde het 5 miljard dollar aan drones. Momenteel beginnen er vele andere toepassingen van drones door te dringen, mede doordat het in de militaire luchtvaart al zo is ingeburgerd. Om echt te spreken van de eerste drone is het wat moeilijk omdat er vele (onbemande) raketten ook erg gelijken op een drone en het onderscheid is soms klein. De eerste (offcile) drone dateert van 1966: dan lanceerden de Amerikanen een raket die zichzelf naar zijn target kon leiden. (de drone een 100 ja