Лобанов А.Н. Фотограмметрия

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.'239, а

х и у — 1 см. Масштаб построения поправок в корректоре равен

40 : 1, что позволяет устанавливать винты с точностью 0,2 мм.

Влияние дисторсии объектива фотокамеры можно учитывать

и с помощью другого корректора в виде кулачка, прикрепленного

к шарниру пространственного рычага (рис. 239, г). Форма этого

кулачка зависит от кривой дисторсии.

Координатограф соединен с прибором посредством телескопи-

ческих стержней, позволяющих регулировать расстояние от опе-

ратора до стола координатографа. Рабочая поверхность стола про-

зрачная. Установленную на столе основу, на которой составляется

карта, можно освещать сверху или снизу.

Основные характеристики стереокартографа (модель V)

Размер снимков До 23X23 см

Фокусное оасстояние проектирующих камер . . . От 86 до 220 мм

Увеличение оптической системы 9 и 11

350.

ч\

1 1

Рис. 239 б Рис. 239, г

Диаметр ноля зрения 22 н 18 мм

УГЛЫ наклона и углы поворота проектирующих камер:

а = ±12®

со

= ±8®

х= ±20®

Диапазоны движений координатных кареток:

X = 500 мм, Ь

= ±300 мм

У = 750 мм, Ьу - ±120 мм

2 = 150—525 мм, Ьг = ±40 мм

Увеличение масштаба составляемой карты по сравне-

нию с масштабом модели От 8 до 0,25

351.

Размеры стереокартографа

Масса стереокартографа

Размеры координатографа

Масса координатографа .

185X155X190 см

895 кг

185X150X90 см

240 кг

§ 129. Фотостереограф фирмы «Нистри» (Италия)

Фотостереограф — универсальный стереоприбор оптико-меха-

нического типа (рис. 240, а). Он предназначен для пространствен-

ной фототриангулядии и составления карт по аэроснимкам и на-

земным снимкам.

Связки проектирующих лучей в фотостереографе восстанавли-

ваются с помощью камер, а для построения модели используются

рычаги, вращающиеся вокруг передних узловых точек объективов

камер. Фотограмметрическая засечка решается по принципу треу-

гольник плюс параллелограмм.

Каждая камера имеет три поворота а, а и к, оси которых про-

ходят через центр проекции. Кроме того, камеры имеют совмест-

ные продольный и поперечный повороты В и т). Объективы камер

аналогичны объективу съемочной камеры. Прикладная рамка ка-

меры находится в главной фокальной плоскости объектива. Поэ-

тому лучи, идущие от точки снимка и проходящие объектив, на-

правляются параллельно друг другу.

Для наблюдения снимков служит телескопическая бинокуляр-

ная система (рис. 240, б). Зеркала этой системы, находящиеся пе-

ред объективами камер, посеребрены наполовину. Поэтому наблю-

352.

Рис. 240, а

12 Зак. 1505

датель видит не только снимки, но и марки, которые вмонтированы

в полые рычаги и проектируются с помощью объективов, установ-

ленных на бесконечность. Ось рычага проходит через марку и центр

проекции. Призмы Дове позволяют поворачивать изображения

снимков для измерения продольных и поперечных параллаксов

с одинаковой точностью.

Рычаги связаны с базисным мостиком, на котором устанавли-

ваются составляющие базиса Ь

, Ь

и Ь

. Базисный мостик пере-

мещается по трем взаимно перпендикулярным направляющим X,

У и I. Движения X и У передаются координатографу, на котором

вычерчивается карта.

Базисный мостик можно перемещать двумя крайними штурва-

лами и ножным диском или средним штурвалом и ножным диском.

Средний штурвал позволяет передвигать измерительную марку

в любом направлении в плоскости ХУ модели. Оригинальное уст-

ройство, обеспечивающее такое перемещение марки только одним

штурвалом, названо велтрополо.

Прибор снабжен электрическим устройством для автоматиче-

ской фиксации координат точек модели с целью обработки этих

данных на электронной вычислительной машине.

Основные характеристики фотостереографа (модель Бета-2)

Формат снимков 23X23 см

Фокусное расстояние проектирующих камер . . . 152 и 210 мм

Углы наклона и поворота камер а = со = ±10®

к = ±25®

Углы наклона модели |= ±10®

г| от —10 до 110®

Увеличение наблюдательной системы 10,3—8,3

(/ = 152 мм)

7,5—6,0

(/ = 210 мм)

Пределы движений:

X и У от 0 до 600 мм, Ьх от 0 до 240 мм,

1 от 140 до 700 мм, Ьуи Ьг от 0 до 55 мм

Скорость движения марки с помощью велтрополо . от 0 до 15 мм/с

Увеличение масштаба карты по сравнению с масшта-

бом модели От 0,2 до 4,5

Размер прибора без координатографа 1,3X1,2X2,4 м

Масса 800 кг

§ 130. Аналитический стереоприбор АР

В Италии по предложению Хелавы (Канада) фирмой «Отико

Меканика Италиана» (ОМ1) разработан аналитический стереопри-

бор для составления топографических карт и пространственной

фототриангуляции.

Фотограмметрическая засечка в этом приборе решается с по-

мощью электронной вычислительной машины (вычислителя).

Прибор состоит из координатного устройства, вычислителя, сте-

реокомпаратора и координатографа (рис. 241, а).

354.

В координатное устройство входят два штурвала и ножной диск.

Движения штурвалов и диска, соответствующие координатам

V и 2 точки модели, преобразуются в электрические импульсы, ко-

торые поступают в вычислитель. По этим данным и элементам ори-

ентирования снимков вычислитель находит координаты соответст-

венных точек левого и правого снимков, а также координаты точки

карты. При этом учитывается влияние дисторсии объектива съемоч-

ной камеры, кривизны Земли и атмосферной рефракции, система-

тической деформации снимка и др. Все вычисления выполняются

по заранее составленным программам. Программы и параметры,,

необходимые для расчетов, вводятся в вычислитель.

12* 355

Полученные вычислителем координаты соответственных точек

стереопары и координаты точки карты преобразуются из цифровой

в аналоговую форму и используются для установки снимков в сте-

реокомпараторе и каретки координатографа.

Изготовлено четыре модели аналитического стереоприбора АР-1

и АР-2 по заказу армии США, а также АР-1С м АР/С для граждан-

ских организаций.

Одно из существенных отличий модели АР-1 от последующих

моделей состоит в том, что с помощью штурвалов не только полу-

чают координаты точки модели, но и перемещают на эти величины

левый и правый снимки в стереокомпараторе. Поэтому вычисли-

тель находит не координаты соответственных точек стереопары, а

поправки, равные разностям этих координат и координат точки

модели. Эти поправки преобразуются из цифровой в аналоговую

форму и учитываются путем дополнительного перемещения сним-

ков.

Наблюдательная система стереокомпаратора состоит из двух

симметричных ветвей (рис. 241, б). Она позволяет раздельно и сов-

местно поворачивать изображения снимков вокруг визирных осей

и переключать эти оси, т. е. рассматривать каждым глазом левый

или правый снимки. Таким образом обеспечивается наблюдение

модели с внутренним и внешним базисами.

Объектив 1 строит изображение снимка Р в плоскости измери-

тельной марки 2. Лучи, идущие от этого изображения и проходя-

щие призму 3, попадают на объектив 4. Пройдя этот объектив, пу-

чок лучей становится параллельным. Он проходит призмы 5 и 6,

призму Дове 7, а также призму 8 и объектив 9, который строит изо-

бражение снимка и марки в фокальной плоскости 10 окуляра 12.

Ромбическая призма 11 служит для установки глазного базиса.

Для визирования на точки стереопары снимки перемещаются

вдоль оси У прибора, а подвижная часть 1—6 наблюдательной си-

стемы — вдоль оси X.

Быстрое движение марки, а следовательно, и карандаша коорди-

натографа производится с помощью устройства велтрополо. Оно

приводит в действие одновременно два мотора независимо от штур-

валов X и У. При этом скорость движения марки можно регули-

ровать.

Основные процессы обработки снимков на аналитическом сте-

реоприборе: внутреннее ориентирование снимков, взаимное ориен-

тирование снимков, внешнее ориентирование модели, съемка кон-

туров и рельефа.

При внутреннем ориентировании снимков определяется точное

положение координатных меток каждого снимка относительно си-

стемы координат прибора (вычислителя). Установив снимки в сте-

реокомпаратор, оператор нажимает кнопку «внутреннее ориенти-

рование» на панели управления. По этой команде в вычислитель

вводится соответствующая программа. Затем включается кнопка Р

В этот момент вычислитель воздействует на стереокомпаратор так,

что в поле зрения наблюдательной системы появляется первая ко-

356.

ординатная метка левого снимка. Оператор точно наводит марку

на эту метку, нажимает другую кнопку, и машина регистрирует

координаты первой метки. Аналогично вводятся в вычислитель

координаты остальных меток. По этим координатам определяется

положение начала координат на левом и правом снимках.

Для определения элементов взаимного ориентирования снимков

оператор последовательно наводит марку на стандартно располо-

женные точки левого и правого снимков и вводит координаты этих

точек в вычислитель. По соответствующей программе вычислитель

иаходит элементы взаимного ориентирования снимков.

Внешнее ориентирование модели выполняется по опорным точ-

кам. Оператор визирует на опорные точки на снимках и регистри-

рует их координаты. Вычислитель по этим данным и элементам

взаимного ориентирования снимков определяет координаты соот-

ветствующих точек модели. Сравнивая эти координаты с геодезиче-

скими координатами опорных точек, вычислитель находит элементы

внешнего ориентирования модели.

Съемка контуров и рельефа заключается в обведении маркой

элементов модели, подлежащих отображению на карте. Карандаш

координатографа, управляемый вычислителем, вычерчивает эти

элементы на планшете в заданной проекции. Если в вычислитель

ввести дополнительные программы, то можно автоматически про-

водить на планшете прямую через данные две точки, параболу че-

рез три точки, найти дирекционный угол и расстояние между двумя

данными точками, вычислить площадь участка, вычертить услов-

ные знаки и т. д.

Основные характеристики аналитического стереоприбора АР-1

Формат снимков 23X23 см

Фокусное расстояние снимков До 150 мм

Углы наклона снимков До 3°

Увеличение наблюдательной системы 6, 10 и 14

Движения X, V и 2, соответствующие одному импульсу 2 мкм

Скорость вычислителя 2 млн. импульсов/с

Время выполнения операций умножения, деления и из-

влечения квадратного корня От 24 до 256 мкс

Число команд 50

Объем внутренней памяти 2576 ячеек

Аналогичные характеристики имеют и модели АР-1С и АР/С.

Модель АР-2 позволяет обрабатывать плановые, перспективно па-

раллельные и конвергентные снимки с фокусными расстояниями

до 1200 мм, а также панорамные и щелевые снимки. Увеличение на-

блюдательной системы — 6, 10, 14, 28

- Модель прибора АР-1С

снабжена устройством для дифференциального трансформирова-

ния снимков.

Фирма ОМ1 совместно с американской исследовательской лабо-

раторией «Бендикс» разработала другую модель аналитического

прибора А5-П В-1, обладающую более широкими возможностями,

чем предыдущие. Стереокомпаратор имеет оптическую систему с пе-

ременным увеличением от 8 до 31,5

- Размеры снимкодержателей

357.

увеличены до 23 X 45 см. Прибор снабжен более мощной вычис-

лительной машиной, устройством для получения ортофотосним-

ков, а также сканирующим устройством и коррелятором для авто-

матического проведения горизонталей и построения профилей в лю-

бых направлениях.

Эта модель предназначена для составления карт и ортофото-

снимков, а также для построения профилей и цифровой модели ме-

стности [2, 15].

Глава 19

ОРИЕНТИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА СНИМКОВ

НА УНИВЕРСАЛЬНЫХ СТЕРЕОПРИБОРАХ

§ 131. Взаимное ориентирование снимков на приборе

На рис. 242: 5

и 5

— центры проектирования камер, в кото-

рые установлена пара снимков Р

—Р

; изображения снимков по-

лучаются на экране Е\ а

и а

— пара соответственных точек;

а-^Зх и а

— соответственные лучи; а\ и а

— изображения то-

чек а

и а

Пусть выбранная пара соответственных лучей пересекается.

Тогда, изменяя высоту экрана, можно установить его в такое по-

ложение, при котором точки а\ и а

сольются в одну (рис. 242, а).

Очевидно, это будет тогда, когда плоскость экрана пройдет через

точку пересечения соответственных лучей.

Если соответственные лучи не пересекаются, то нет такого по-

ложения экрана, при котором точки а\ и а

совпадут. В этом слу-

чае при любой установке экрана будем наблюдать две точки. Од-

нако можно установить экран по высоте так, чтобы расстояние ме-

358.

жду точками а\ и а

оказалось наименьшим из всех возможных рас-

стояний между этими точками при различных положениях экрана

(рис. 242, б).

Наименьшее расстояние между соответственными точками на

жране называется поперечным параллаксом в пространстве мо-

дели.

Условимся обозначать эту величину через <2. Поперечные па-

раллаксы <2 направлены перпендикулярно к базису.

Итак, критерием пересечения соответственных лучей служит по-

перечный параллакс ф: лучи пересекаются, если параллакса нет,

п наоборот.

Чтобы ориентировать снимки взаимно, достаточно движениями

одной или обеих проектирующих камер устранить поперечные па-

У,

сс

и)?

«7

Рис. 243

раллаксы С} на пяти точках, рас-

положенных по возможности стан-

дартно (см. рис. 192).

Поперечный параллакс нельзя

устранить любым движением

камеры. Так, в случае, представ-

ленном на рис. 242, б, невозможно

ликвидировать параллакс поворо-

том к левого снимка, так как этот

поворот производится вокруг

главного луча, на котором лежит

выбранная точка. '/В этом случае

параллакс можно устранить, например, поворотом правого снимка

Оптимальная последовательность использования точек 1—5

и выбор движения камеры, которым следует устранять поперечный

параллакс на каждой из этих точек, определяются в результате

анализа уравнения взаимного ориентирования снимков.

Решим эти вопросы применительно к двум способам взаимного

ориентирования: поворотами обеих проектирующих камер и дви-

жениями одной камеры.

Первый способ. Поперечные параллаксы уничтожаются пово-

ротами а и х левой проектирующей камеры и поворотами а, а> и к

правой камеры.

Пусть проектирующие камеры установлены так, что снимки го-

ризонтальны и оси х находятся на одной прямой. Тогда при удале-

нии центров проекции 5

и 5

от экрана Е, равном фокусному рас-

стоянию /, можно считать, что поперечный параллакс ф, наблюдае-

мый на какой-либо точке модели, равен соответствующему попереч-

ному параллаксу д на стереопаре.

Используя уравнение взаимного ориентирования (16.8), напи-

шем

9= —

У 2

{

/ ' /

Подсчитаем по этой формуле поперечные параллаксы, наблюдае-

мые на точках 1—5 в начале взаимного ориентирования (рис. 243).

359.