Лаврова Н.П., Стеценко А.Ф. Аэрофотосъемка. Аэро

Подождите немного. Документ загружается.

Если выразить время сканирования через угол а, угловую

скорость сканирования — через со, т. е.

со

и учесть выражения (247), (248), тогда формулу (249) можно

записать в следующем виде:

х' = х

— № соз а. (250)

^т На

Обычно угловая скорость сканирования связана со скоростью

полета летательного аппарата и заданным продольным пере-

крытием. Эта связь может быть представлена через «захват»

местности под носителем в направлении полета:

= 2Я1§р = —, (251)

I п

где р

—•

половина угла поля зрения объектива вдоль полета,

= ;

— размер изображения вдоль оси абсцисс.

2/;

В случае продольного перекрытия, заданного коэффициен-

том р, полезный захват местности одним кадром составляет

Яа

('-Р) , (252)

Гп

Летательный аппарат, имеющий путевую скорость IV, проле-

тает расстояние Ь за время

^ =

На

-Р) , (253)

в течение которого сканирующий элемент отклоняет оптическую

ось объектива на угол 2а

ах, обычно равный я. Тогда угловая

скорость сканирования будет определяться как

Лт №

(а = -5_ = . (254)

На

(1 —

р)

Подставляя значение © в формулу (250), получим значение

абсциссы точки, равное

х' = х. — а

— р) соз а. (255)

с — с

т т

Смещение точек, вызванное поступательным движением ле-

тательного аппарата, приводит к смазу изображения и, следо-

вательно, к резкому снижению разрешающей способности.

С целью устранения смаза изображения в панорамных аппара-

тах предусмотрены устройства компенсации. \

280

В настоящее время создано два основных типа таких уст-

ройств. В устройствах первого типа объектив во время скани-

рования перемещается относительно пленки со скоростью у

равной скорости движения изображения у

, но направленной

в противоположную сторону.

В устройствах компенсации второго типа наряду с переме-

щением объектива происходит разворот пленки относительно

щели на. некоторый угол (постоянный). Так как этот способ

компенсации не нашел широкого применения, то останавли-

ваться на нем не будем, а рассмотрим компенсацию первого

типа.

Очевидно, что скорость перемещения изображения равна

Vп = Vк

= Ь^^№ соз а. (256)

При этом величина Ах перемещения объектива может быть

найдена из выражений

й Ах'

<и

(257)

Проинтегрировав последнее выражение, получим величину

смещения изображения:

Ах = — Гсозайа = — Г зт а. (258)

Я со Я со

В результате смещения изображения, вызванного поступа-

тельным движением носителя и компенсацией сдвига, абсцисса

точки изображения будет равна

х' =х +Ах + А<. (259)

1 1

Подставляя значения Ах и Ах'

из выражений (257) и (258)

в первоначальное, получим

' -

('~Р) (асозос—8И1«). (260)

/11 Л

Полученное значение абсцисс (260) подставим в выражение

(258), в результате чего оно примет вид

' , /> (

Ус

Ус • I

Х„ — СОЗ — — 81П -

На \ (' { г ,

Хп =

и» — Ьи-, (261)

У г.

соз —

/п

'281

При отклонении оптической оси объектива на угол 2а

ах =

л:.

формулу (261) можно записать как

Полученные формулы позволяют перейти от координат па-

норамного снимка к координатам на плоском снимке. При не-

обходимости установления связи между плоскими координатами

этих же точек на местности следует использовать известные

в фотограмметрии зависимости координат местности и аэрофо-

тоснимка.

Преобразования координат, выполненные по приведенным

формулам, не устраняют всех искажений, рассмотренных выше.

В связи с этим для полного преобразования панорамного

снимка применяют другие способы.

Таких способов существует несколько:

оптико-механический, предполагающий использование спе-

циального оптического фототрансформатора;

электронный — основанный на преобразовании исходного

изображения в электрические сигналы, которые затем воспроиз-

водят изображение;

оптико-электронный — основанный на последовательном про-

ектировании на экран элементарных участков панорамного изо-

бражения с соответствующей коррекцией за искажения, управ-

ляемой ЭВМ;

аналитический — значения координат и фотографических

плоскостей записываются в цифровой форме, аналитически пре-

образуются на ЭВМ и затем воспроизводятся в фотографиче-

ское изображение.

Последние три способа требуют высокоточного и дорогого

оборудования, специалистов соответствующей квалификации и

не лишены ряда чисто технических недостатков.

Поэтому в мировой практике наиболее широкое распростра-

нение получил оптико-механический способ.

Для исправления искажений панорамного изображения оп-

тико-механическим путем вводятся поправки, обратные величи-

нам искажений, имевшим место при получении исходного

снимка.

В оптическом трансформаторе с помощью сканирующей

щели панорамное изображение проектируется на движущийся

экран. При перемещении экрана и кассеты относительно друг

друга устраняются искажения, вызванные поступательным дви-

жением АФА. Для устранения панорамного эффекта кассета

трансформатора изготавливается в виде цилиндра, т. е. нега-

тив, помещенный на цилиндрическую поверхность, проектиру-

282

(262)

ется в заданном масштабе на плоский экран. Устранение оши-

бок изображения, вызванных углами наклона, осуществляется

путем наклона самого экрана на соответствующий угол, по-

добно тому, что происходит при трансформировании простых

аэрофотоснимков.

Следует отметить, что создание трансформатора для преоб-

разования панорамного изображения затруднено из-за соблю-

дения оптических условий во время преобразования с усло-

виями, существующими во время съемки, что достигается путем

подбора соответствующего объектива и механизма его пово-

рота.

§ 95. Ночная аэрофотосъемка

Для выполнения фотографирования с летательного аппарата

в ночных условиях служат специальные аэрофотоаппараты

НАФА (ночной АФА). Искусственное освещение местности осу-

ществляется с помощью пиротехнических средств или электри-

ческих осветителей.

В качестве пиротехнических средств при съемке с больших

высот применяют осветительные фотобомбы, при съемке с ма-

лых высот — осветительные патроны или магниевые осветители

непрерывного действия. В качестве электрических осветителей

применяют электронные, импульсные и искровые приборы. Из-

вестны также ртутно-вакуумные лампы как источники непре-

рывного освещения. Фотобомбы, взрываясь на определенной вы-

соте, освещают фотографируемую местность и одновременно

лучи света попадают на фотореле ночного АФА, которое приво-

дит в действие его механизмы. Освещенность, создаваемая фо-

тобомбой, зависит от ее силы света, от высоты разрыва, угла

отставания от летательного аппарата и места разрыва по от-

ношению к вертикальной плоскости, проходящей через линию

полета летательного аппарата.

Следует, отметить, что, применяя при освещении местности

фотобомбы, получают незначительное количество аэрофото-

снимков, так как запас их на борту летательного аппарата не-

велик.

Электрические методы освещения местности позволяют по-

лучить большое количество аэрофотоснимков, но мощность их

недостаточна для съемки с больших высот. С увеличением вы-

соты разрыва фотобомбы освещенность уменьшается обратно

пропорционально квадрату расстояния, в связи с чем высоты

фотографирования в ночных условиях не превышают 4—5 км.

Для создания наибольшей освещенности фотографируемого

участка необходимо, чтобы взрыв фотобомбы и оптическая ось

объектива НАФА лежали в одной вертикальной плоскости. Сле-

дует также учитывать, что освещенность кадра будет неравно-

мерной от центра к краю аэрофотоснимка.

'283

Ночные аэрофотоаппараты по сравнению с обычными имеют

ряд особенностей. В связи с тем что съемка производится при

недостаточной освещенности местности, время выдержки за-

твора бывает большим. Это обстоятельство определяет выбор

типа затвора НАФА и системы компенсации сдвига изобра-

жения.

Объективы НАФА должны иметь большую светосилу

(1:2,5). Моменты вспышки пиротехнического устройства и от-

крытия затвора должны быть строго синхронизированы, для

чего в электросхему НАФА вводятся фотоэлектрические реле.

При освещении местности электрическими осветителями преду-

смотрена электромеханическая синхронизация работы затвора и

осветительной установки. Вспышка импульсной лампы проис-

ходит при полностью открытом затворе.

Точная синхронизация НАФА включает потенциометр, фо-

тоэлектронный умножитель, усилитель, тиратрон, электромаг-

нит, открывающий затвор. Свет от импульсной вспышки воздей-

ствует на ФЭУ, далее ток усиливается и подается на тиратрон.

Пройдя тиратрон, ток поступает на вторичную обмотку электро-

магнита, управляющего работой затвора.

Затвор будет полностью открыт при самой большой силе

тока, т. е. при максимальной освещенности. Электромеханиче-

ская схема синхронизации работы затвора и осветительной

установки предусматривает электрический мост. В нем четыре

плеча будут находиться в равновесии, если скорость компенса-

ции будет соответствовать режиму полета летательного аппа-

рата. На первое плечо электрического моста вводится инфор-

мация о высоте полета Н (соответствующее сопротивление Н

г1

на второе плечо — информация о скорости полета носителя

^(Ятдг), третье плечо содержит юстировочное сопротивление

(#ю). Скорость вращения двигателя компенсации изменяется до

А И

тех пор, пока не уравновесятся фактическое отношение и

установленная скорость компенсации.

Первые НАФА были изобретены в 1940 году. В настоящее

время известны следующие типы НАФА, применяемые для

фотографирования участков земной поверхности, освещенных

искусственным светом: НАФА-МК-75, НАФА-МК-25.

Фокусное расстояние НАФА-75 — 750 мм, относительное от-

верстие— 1:3,5-4-1:11,0, формат кадра 30X30 см, тип за-

твора — «жалюзи», цикл работы НАФА —3,5 с. НАФА-25 имеет

фокусное расстояние 250 мм, формат кадра 18X24 мм, осталь-

ные параметры такие же, как у НАФА-75.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афанасьев В. А. Оптические измерения. М., Недра, 1968.

2. Большаков В. Д. Теория ошибок наблюдений с основами теории ве-

роятностей. М., Недра, 1965.

3. Бобир Н. Я., Лобанов А. Н., Федорук Г. Д. Фотограмметрия. М., Недра,

1975.

4. Герман М. Н. Спутниковая метеорология. Л., Гидрометиздат, 1975.

5. Дробышев Ф. В. Основы аэрофотосъемки и фотограмметрии М.,

Недра, 1973.

6. Ильин В. Б. Автоматическое регулирование АФА-ТЭУ и АФА-ТЭС.—

Геодезия и картография, 1970, № 6, с. 49—53.

7. Кнорозов С. В. О калибровке фотограмметрической системы. — Геоде-

зия и картография, 1968, № 11, с. 53—58.

8. Кучко А. С. Аэрофотография. М., Недра, 1974.

9. Кондратьев К• Я., Москаленко Н. Н. Тепловое излучение планет. М.,

Гидрометиздат, 1977.

10. Лобанов А. Н., Лысенко Ф. Ф. Фототриангуляция с применением

ЭЦВМ. М„ Недра, 1975.

11. От космических кораблей к орбитальным станциям. Под ред. Г. С. На-

риманова. М., Машиностроение, 1969.

12. Пособие по фотограмметрии. Сокращенный перевод под общей ред.

В. Н. Кораблева. М., Недра, 1970.

13. Радиационные характеристики атмосферы и земной поверхности. Л.,

Гидрометиздат, 1969.

14. Русинов М. М., Афремов В. Г., Шахвердов А. Ш., Шлям Е. 3. Орто-

скопия фотограмметрических объектов. М., Недра, 1976.

15. «Салют» на орбите. М., Машиностроение, 1973.

16. Советские пилотируемые корабли и орбитальные станции. Под ред.

Г. С. Нариманова. М., Машиностроение, 1976.

17. «Союз» и «Аполлон». Рассказывают советские ученые, инженеры и

космонавты — участники совместных работ с американскими специалистами..

М., Политиздат, 1976.

18. Труды ЦНИИГАиК, вып. 165. М., Недра, 1966.

19. Труды ЦНИИГАиК, вып. 190. М„ Недра, 1971.

20. Шершень А. Н. Аэрофотосъемка. М., Геодезиздат, 1958.

.14

<у

йк

н о

о н

<У

• <У

С*. о,

вэ

са

гв

о.

•<

•п:

са

о. 2

<<<«I<<

.^.

/*у л. ,/*у

"V "V х7 л7 х7

<т>т<п

ннн

*©*

о о

оооэоооооооооооо

ХХХХХХХХХ

0000000000000000

00 00 ОООО-^^НОО

0О0О0О-ч«0О — -НСМСМСОСО

хххххххххххх

оооооосооооососооооооо

со ю

— о о

ООО о

.1. О I <М 00 о

I СМ Г —' СО

00 -ф

00 о

1Р

•I- -I-

см о

см со

— аз^союю^юююсосомоммюосооооо

ТРСМ^-ФСОСОЮ^СОСМ-Ч^СМСОСОСМЮСОЮСО-Ф^

со

^N^010(003'

га ,—I

см

;

?со

СЫО

га см

Г"

О- Л

о-о

4- «СО «см

-,-

о га

о 5 я >.о

л СО О

—1 СО

о.

а.

Й-Я

л л л

«юмо-.

"Г

си*Т

а. о.<

о.

га

о.

га га

га ь га н (- «

а> 5> <и 2? & Ь

Г* "г> ^ -Г" Т" л

XXX

ОО

00 00

см а

см см оо

— 3

—I -НI —1

1Р

«о

о.

СОЮЮЮЮЮ ююсою

оооооооооооооооооооооо

ООЮОООЮООООООО-чО-нООООО

СМЮСОЮСМСМСМЮСМ-ФЮЮСО^СМСОСМ-^СОЮЮЮ

о.

га

И си >, о. в:

О.Д,

йОнКОл^КОХ^ннА.'ЬКнЯК^й,

«смсо-^юсог^оооо

—

смсо^юсог^ооаю

— см

_ _ _ „ _ _ _ _ _ _

СМ

см см

« » ю

СМ см тР

5 а, о.

* га га

к о о

« о о

СЬ Р,

СО 1П

см <м см

'286

с;

о.

р.

К к

Ь н

О 0)

с к

н о

га

2 га

Оч о,

-в- га

ы;

о а

а;

СП

оооооооосооооооооооооооооо

ХХХХХХХХХХХХХХ

ооооооооооаоооооооосоооооо

(М

о"

со ю

со

СО —I СО О -ч

о о

о о о о о о о

о" о" о" о" о* о" о"

о"

со

МММСОМСЧСОММЮЮЮМШЮмО

ооюэсосчсч

—

ооооооооаэостхмо

сосо

оо

оо_оо_оо_со

<Ю СО ОТ СО 00

оо со со со со со со" со

со"ю"ио"со"со

СО со

-2 3-

1М —|

• о а.

^ ^ Ь Я-г Ь

я"? И

о а.о о.о о • •

к ся

р я ё ё I I

е5

. О О о о ' о

О Я « Р оО Н _ . _ . .

о, а, а, а.

а>,а,>,ао,о,о,

^ о о

СО

СТ>

О — МСО-Ч'ЮСОГ^ОООЭО^СЧ

<МС^<М<МСОСОСОСОСОСОСОСОСОСО-"1<"Ч<"Ч<

©с

оооюооюооооооооою

оюоюс^г^с^оо^^^ооюс^с^

— — (М —I —I

-н _

сч —.

—

а О

ОООО О^СООО

СОСОСОСО

^ '

XX X X

ОООО

со со со со

Ю СЧ

СО СО

ххххх

О 00 00 о о

(О

—<

Г"-

—I ~'

ЮСО.ОТ

СО СО СО Г—

00 00 00 с- со г-

ОООООООООО

ЮЮЮОООЮОЮО

ЬЬ^ОООЮСООЬО

ёг

.С? I

5 а, р. о. р< а—

5 к

я 8 Я

5 я и.

8 « «

Й ая

СО^ЮСО^ООСЛО^С^

'287

\о

<и

Си к

<и

о.

-С

а а.

о и

•е-а

о о

СО СО 00

XXX

О О 00

СО

СО 00 о

—< —< оо оо оо см со

X X X X X X X

СО со 00 00 00 00

—I —

—.со

XXX

00 Ю 00

«5

—I о

о о

•О- о

<о

о оо

•е- «

чэ

со ю

^ ^

со

ООО

о о

Э)

о.

-ФСОСО^'-З'-чсОООСО

ШО0ЮЮЮ

1ЛЮ

см~см"см"см~см" со со см" со

ооооооооо

ОО—1ЮООСГСОО

—< СМ см см —<

юю

Оз СО

о.

О О СО

СО со со

ООО

—С Г-- —.

СМ —I см

о. «

(О Оч

«ша

Ч к

II га

~7 со

9 со

Л — О!

В хЭТ

о. О И

гагаСмгага^^гага

а.

си си Й си а. а*

^ ^ о

'З

^ Ь ^ ^

к к

о<

с.

га га

а) а)

шт.—.

ЭЭ^

л л

Он Си^

аз

сз л

н н а,

О О

с?

К 5 в

Ш Ю

С-чСОСЛО^СМсО'^Ю

юююсосососососо

Г— 00

со СО СО

'288

хххххххх

оосооооооооооосо

- ^

см см

о о

о" о*

ООО

-е-

со_со_

1Л1Л

ООО

СО

—

СО

СМ

: о^кяиоооо см

§ ооосяспаютстхм о

оэ

со со ю со со со со

сою

2 ююоо^'юююю хосо

СП

1—1

Я я

< я

Он

о«

га га Я

СЕ»

О ой

ННС

—I см

Г--

©о

Я"

2 »

п Р

Си

=г

да^с

« * 1Т

2 5 2 я

3 8 « 2

Я Щ о,

га ^

•©< <и

4 га я ч

СЧ5С

—

и.

га

•«8

Я °

« га

Я <Й

о .

Ь о,

<и

к п

9 >>

яЭ

« л

Он м

ч р и

ег

л о

Ч 0)

< (-

СО

10 со Г- 00 о> О —н см

Г^

Г--Г^

Г^ 00 00 00

СО

00 00

со со

СМ —> —< —I

О)

X X X X X

СО 00 00 00 со

Сч)

„ „ (М

СМ

см см см

ОЗ СМ СО

СО СО

сг>

ю со со

ЛЮЮ^ ^ ^

-ф

V ЮЮОООООО

^Г^ОООО—' — —' Ю

СМ

СМ СМ

—

О}

л л »

< а.

сх

7 га «

га

а, Й о. г-

о 2

л К Я

8 ч >>® о в я

< см со

ю со с--

'289

Лаврова Н.П., Стеценко А.Ф. Аэрофотосъемка. Аэро - фотосъемочное оборудование

Подождите немного. Документ загружается.