Лобанов А.Н. Фотограмметрия

Подождите немного. Документ загружается.

Учитывая координаты этих точек, получим

<7[=)Рсй

—&х

;

^СО

—

бХр

Чъ у-

2 + (/ + -у-)

<°2

*2>

ча= —у- «1 + (д + -у-) м

—Ц;

<75 = "у" «2 + (V + "у~)®2 -

Ьх

(19.12)

Прежде чем устранять эти параллаксы, рассмотрим влияние

поворотов а

, со

проектирующих камер на поперечные

параллаксы точек 1—6. Пусть на всех точках С} = 0.

Повернем левый снимок вокруг главного луча на угол я. Тогда

каждая точка левого изображения, за исключением точки 1, сме-

стится по дуге, радиус которой равен удалению точки от оси вра-

______

б 1

. — г

^•-^ищдщ

РИС. 244

щения снимка (рис. 244, а). В результате этого возникнут одинако-

вые поперечные параллаксы на точках 2, 4 я 6 (рис. 244, б). Попе-

речные параллаксы на точках 1, 3 я 5 останутся равными нулю.

Поворот % правого снимка вызывает поперечные параллаксы на

точках 3 я 5 я не изменяет их на точках 2, 4 я 6 ,(рис. 244, в).

Поворот преобразует квадрат в трапецию и, как следует из

уравнений (19.1) и рис. 245, а, б, вызывает равные по абсолютной

величине и противоположные по знаку поперечные параллаксы

на точках 4 и 6. Аналогично действует и поворот а

в точках 3 и 5

(рис. 245, в).

Наконец, поворот ю

приводит к изменению поперечных парал-

лаксов на всех точках модели * (рис. 246). В точках 1 я 2 действие

этого поворота меньше, чем в других.

* В стереопроекторе и стереографе поворот со

не вызывает поперечных

параллаксов в точках 1 и 2.

360

Теперь перейдем к уничтожению поперечных параллаксов (19.2).

11а точках 1 и 2 они зависят от двух элементов взаимного ориенти-

рования, а на любой другой — от трех. Поэтому устранение па-

раллаксов целесообразно начинать с точки 1 или 2. Опыт показы-

вает, что параллаксы на этих точках вызваны в основном поворо-

тами X.

Итак, в точках 1 и 2 параллаксы следует устранять поворотами

снимков х. Для устранения поперечного параллакса в каждой по-

следующей точке выберем такой поворот, который по возможности

не вызывает параллаксов на предыдущих точках.

Г" '

1 /

[_ 5

'О

3 *

-=цццщщ

^гпттгтттт

ИПШВШа»,,

дщщпт»

Рис. 245

Учитывая это, устраним поперечные параллаксы в такой после

довательности:

1. На точке 1 — поворотом х

. Тогда параллаксы на точках 3

и 5 изменятся на величину и вместо равенств (19.2) получим

= 0; д

= }а

—Ьк

;

аЬ ' а

= —у

2 + —

г;

аЬ - . Л , а

—

Ькр

(19.3)

аЬ • а

= ~

2 + —

2. На точке 2 — поворотом Это вызовет изменение парал-

лакса на точке 4 на величину ц

. Будем иметь

Я1

= 0;

<75

аЬ < ,

«2 +

аЬ ' ,

аб

"Т

«2 +

(19.4)

361.

3. На точке 3 — поворотом а

. Тогда

Я1

Яз

= 0;

аЬ

г.

(19.5)

ЙГ

/И

_±

Рис. 246

ТШШЩТТТГГ

4. На точке 4 — поворотом а

. После этого останется параллакс

только на точке 5

Я1

Я2

ЯЗ

Я*

= 0;

о °

<75

= 2—®2"

(19.6)

5. На точке 5 — поворотом со

Сравнивая выражения (19.6) и (19.2), видим, что после устране-

ния параллаксов на точках 1—4 на точке 5 осталась только часть

поперечного параллакса, обусловленного влиянием элемента сог-

Полное значение его согласно выражениям (19.2) равно

Яъ

= (/'+ ~у-)

Отношение поперечного параллакса точки 5, вызванного эле-

ментом ©2, к поперечному параллаксу, наблюдаемому в точке 5

после устранения параллаксов на точках 1—4, называется коэффи-

циентом взаимного ориентирования,

2а

(Ю.7)

где / — фокусное расстояние съемочной камеры; а — ордината

362

стандартно расположенных точек 3—6 на снимке (см. рис. 243).

Пусть а = 70 мм. Тогда для значений фокусного расстояния

снимка, равных 200, 100 и 70 мм, коэффициент с соответственно

равен 4,5; 1,5 и 1,0.

Поэтому, наблюдая точку 5, будем действовать так: поворотом со

уничтожим наблюдаемый параллакс, затем, продолжая поворачи-

вать камеру в том же направлении, введем новый поперечный па-

раллакс, равный устраненному, умноженному на коэффициент с.

В результате поворота со

возникнут поперечные параллаксы

па точках 1—5. Чтобы устранить их, необходимо повторить дейст-

вия 1—5.

Изложенная выше последовательность взаимного ориентирова-

ния снимков первым способом указана на рис. 243. Заметим, что

действия 3 и 4 можно выполнять

на точках 5 и 6, если это более

удобно для наблюдателя. В этом

случае действие 5 производится

на точках 3 и 4.

На практике поперечные парал-

лаксы устраняют путем последо-

вательных приближений, так как

ие всегда можно выбрать подхо-

дящие для наблюдений точки

в полном соответствии со схемой,

приведенной на рис. 243. Кроме

того, углы наклона снимков и

рельеф местности могут превышать те пределы, при которых при-

ближенное уравнение (19.1) дает удовлетворительные результаты.

Точку 6 и другие точки стереопары используют как контроль-

ные.

Для взаимного ориентирования снимков следует выбирать

точки на резко очерченных контурах, например на пересечении

дорог, границах пашни и т. д.

Формула (19.1), определяющая поперечный параллакс ^ = ф,

получена для случая, когда удаление центров проекции 5

и 5

от экрана равно фокусному расстоянию / (см. рис. 242). Если это

удаление будет 2 Ф }, то поперечный параллакс

0 = 2-2-. (19.8)

(

Второй способ. Поперечные параллаксы уничтожаются движе-

ниями Ь

, к, Ь

, а и со правой проектирующей камеры.

Установим камеры так, чтобы снимки были горизонтальны, а

оси х их находились на одной прямой. Пусть расстояние от экрана

до центров проекции 5

и 5

(см. рис. 242) равно фокусному рас-

стоянию.

В этом случае можно считать, что поперечный параллакс, на-

блюдаемый в какой-либо точке модели, равен соответствующему

поперечному параллаксу на стереопаре.

363.

«г '

- '

С02

>3~

*г

«г '

- '

С02

1 г

Ъу

Рис. 247

Согласно уравнению (16.16)

Ух У\

= Рт'Н —х

Аа +

Дсо

+ х-

Д х.

(19.9)

По этой формуле найдем поперечные параллаксы на точках 1—5

(рис. 247), учитывая, что т' = В

/В = Ь

1Ь и V' = В

/В = Ь

/Ь

(см. рис. 191):

= Ь

/Дсо —

Ъ Дх;

<?2

= +/Лм;

<7з

= Ьу + -у-

у- ЬАа + + -у-)

А(0

= + + -у-) До;

•6Дх;

(19.10)

Яь

= Ьу 7- + -т- + + -у-^ Дсо —

а ,, а

г ~ 7

6Дх.

Элементам взаимного ориентирования т', V', Да, Дю и Дх со-

ответствуют движения Ь

, Ь

, а, со и х второй проектирующей ка-

меры.

Влияние поворотов х

, а

и со

правого снимка на поперечные

параллаксы 0. показаны на рис. 244, 245 и 246. Рассмотрим влияние

движений Ь

и Ь

Согласно уравнению (19.9) смещение Ъ

вызывает одинаковые

параллаксы на всех точках модели, равные величине этого смещения

(рис. 248). Из того же уравнения следует, что движение Ь

приво-

дит к параллаксам, пропорциональным координате у (рис. 249).

Теперь перейдем к устранению поперечных параллаксов на точ-

ках 1—5, выполняя при этом условия, предъявленные выше к оп-

ределению последовательности взаимного ориентирования снимков

первым способом.

1. На точке 2 — движением Ь

. В результате этого вместо па-

раллаксов (19.10) получим

<71 =

Яз

Я^

<7б =

—

6Дх;

: = 0;

—- — ЬАа +

« /

и ,

Д2

— Ьг

Дш;

/ /

<. ,

и л

I Я

Ьу + — ЬДа А

/ / /

Дсо —

6Дх;

Дсо

—

Ь Дх.

(19.11)

364.

2. На точке 1 — поворотом х

. Тогда

<?1

<?2

= 0;

и к . л

<?з = -у- Ь&а, -[-

—-—

Дсо;

и , А

= — -у-Дсо;

л I

«. л

а2

= Ьу

о Да -| До.

/ / /

5 6

Рис. 248

3 4

1 2

5 В

(19.12)

Рис. 249

3. На точке 4 — движением Ъг

<71

= 9г = 94 = 0;

о»

= —• — Ь Да;

— 6Да + 2 —-

Дсо.

4. На точке 3 — поворотом а

<71

Яг

= 9з =

<?4

= 0;

<75 = 2-

Дсо.

(19.13)

(19.14)

Сравнивая коэффициенты при Лео в выражениях (19.14) и (19.11)

для <?

, найдем, что коэффициент взаимного ориентирования с для

второго способа имеет то же значение, что и для первого, и опре-

деляется формулой (19.7).

5. На точке 5 поворотом со

устраняем поперечный параллакс

и, продолжая вращение снимка в том же направлении, вводим но-

вый параллакс, равный уничтоженному, увеличенному в с раз.

В результате этого возникнут поперечные параллаксы и на точках

1—4. Чтобы устранить эти параллаксы, нужно повторить действия

1—5 (см. рис. 247).

Взаимное ориентирование снимков вторым способом выполняют

путем последовательных приближений. Точку 6 и другие исполь-

зуют для контроля.

Остаточный поперечный параллакс на точке 6 не должен пре-

вышать установленного допуска.

365

Найдем среднее квадрэтическое значение поперечного па-

раллакса на точке 6. Для этого используем формулу (19.9). В со-

ответствии с теорией ошибок напишем

»» = *х.

(/ + -

Подставим сюда значения т

' и ш

Д(й

из (16.38). Получим

- т

Чв

= тд -\Л.5й

+ 1,56

+ 1,75, (19.15)

где к = \1а, а т

— средняя квадратическая ошибка измерения

{устранения) поперечного параллакса ц.

Пусть а = 70 мм, а величина / равна 200, 100 и 70 мм. Тогда

по формуле (19.15) найдем такие значения т

?в

: 11 3,3т

и 2,2т

Параллакс (19.15) ОТНОСИТСЯ к снимкам. Согласно (19.8) в про-

странстве модели этому соответствует

Чь

= 2(т

0в

//). (19.16)

Предельное значение остаточного поперечного параллакса на

точке 6 не должно превышать утроенного среднего квадратического.

Остаточный поперечный параллакс, наблюдаемый на точке 6,

обычно распределяют на остальные точки.

Г. П. Жуков рекомендует распределить этот параллакс на точки

3—6 так, чтобы точки 1 и 2 были свободны от поперечных параллак-

сов.

М. Н. Ютанов разработал инструментально-аналитическое ре-

шение задачи взаимного ориентирования снимков. Сущность его

состоит в следующем. Пару снимков взаимно ориентируют изложен-

ным выше первым или вторым способом, не добиваясь точного

устранения поперечных параллаксов. Выполняют только первое

приближение. Затем измеряют поперечные параллаксы <2 на точ-

ках 1—6 модели и по формуле (19.8) приводят их к параллак-

сам ^ на снимках. Приведенные параллаксы используют для вы-

числения по формулам (16.30) или (16.37) поправок к первому

приближению элементов взаимного ориентирования. Эти поправки

устанавливают по соответствующим шкалам прибора,' изменяя

положение проектирующих камер.

Такое решение обеспечивает уравнивание поперечных параллак-

сов в соответствии со способом наименьших квадратов и поэтому

повышает точность ориентирования снимков.

§ 132. Внешнее ориентирование модели на приборе

Внешнее ориентирование модели на универсальном стереопри-

боре выполняют обычно по четырем опорным точкам, причем чет-

вертая используется для контроля.

Выбирая опорные точки, необходимо учитывать, что точность

ориентирования модели выше, если точки расположены ближе

к углам стереопары (рис. 250).

366.

Внешнее ориентирование модели на приборе выполняют в та-

ком порядке: 1) наносят опорные точки на планшет, 2) определяют

масштаб модели, 3) приводят модель к заданному масштабу, 4) уста-

навливают модель в горизонтальное положение и ориентируют ее

относительно планшета.

1. Опорные точки наносят на планшет по их геодезическим ко-

ординатам в масштабе составляемой карты 1 : М.

2. Для определения масштаба модели находят масштабный

коэффициент

Х=--Л'1й, (19.17)

где А' — расстояние между опорными точками на модели, полу-

ченное по фотограмметрическим координатам этих точек; й — рас-

стояние между соответствующими опорными

точками на местности, вычисленное по их

геодезическим координатам и выраженное

в масштабе карты 1 : М.

Масштабный коэффициент показывает, во

сколько раз масштаб модели крупнее масшта-

ба карты. Его определяют не менее двух раз

по наиболее удаленным друг от друга точ-

кам, например по точкам 1—4 и 2—3 (см.

рис. 250). Из двух значений коэффициента

берут среднее, по которому находят масштаб

модел и

\Н = % /М. (19.18)

Если местность равнинная или холмистая,

то с1 можно измерить на планшете, а й'

получить путем проектирования опорных

планшет.

3. Масштаб модели зависит, как известно, от базиса проектиро-

вания, т. е. от расстояния между центрами проектирования в при-

боре. Поэтому для установки заданного масштаба модели нужно

изменить базис или его составляющие. Новые составляющие ба-

зиса вычисляют по формулам

= Ь

/К, Ьу = Ьу/к, Ъ

= Ь

1Х (19.19)

и устанавливают их в приборе.

Обычно изменяют только составляющую Ь

, так как Ь

и Ь

малы.

С целью контроля приведения модели к заданному масштабу

вповь определяют масштабный коэффициент и масштаб модели.

4. Одну из опорных точек, например точку 1, принимают за

начальную и находят превышения остальных опорных точек над

начальной

/1 = 2

— 2

г1

. (19.20)

Затем последовательно визируют на опорные точки 1—4 модели

Рис. 250

точек модели на

367.

изберут отсчеты 2' по счетчику высот. По этим отсчетам получают

фотограмметрические превышения опорных точек

= — г[){. (19.21)

По величинам к и к' находят высотные невязки

6й = к' — к, (19.22)

а по ним — углы наклона модели

6Л

/г

—

б й

1 =

Т)

4-3 Й2-4

б/г

бй

—

Ьк

Й1-2

(19.23)

где й — расстояния между опорными точками на местности.

Затем приводят модель в горизонтальное положение, поворачи-

вая ее на углы | и г) с помощью специального устройства (стерео-

планиграф Цейсса, автограф Вильда).

Наконец, устанавливают планшет так, чтобы проекции опорных

точек модели совпали с соответствующими опорными точками на

планшете. Визируют на начальную точку 1 и на счетчике высот

устанавливают геодезическую высоту этой точки. Наблюдают дру-

гие опорные точки и отсчитывают по счетчику высот. Эти отсчеты

должны быть равны геодезическим высотам опорных точек. Если

невязки больше допустимых, то горизонтирование модели повто-

ряют.

В универсальных стереоприборах, не снабженных специальным

устройством для поворота модели, изменяют положение проекти-

рующих камер, сохраняя при этом взаимное ориентирование сним-

ков. Для этого измерительную марку наводят на контурную точку

в середине модели и поворотами со проектирующих камер смещают

эту точку на величину

Д=2г), (19.24)

где 2 — расстояние от наблюдаемой точки модели до базиса проек-

тирования. При этом смещение должно быть направлено к наблю-

дателю, если угол т) положительный.

Затем подсчитывают смещение правой камеры по высоте

АЬ

= Ь1 (19.25)

и изменяют на эту величину отсчет по счетчику Ь

правого проек-

тора. Если угол | положительный, то правую камеру опускают. На

точках 3 и 4 или 5 и 6 устраняют поперечные параллаксы поворо-

тами а

и а

. Контролируют взаимное ориентирование снимков,

а также приведение модели к масштабу и в горизонтальное поло-

жение.

В случае когда в универсальном стереоприборе имеется коорди-

натограф, модель должна быть построена в масштабе

\Ц = ИкМ, (19.26)

368.

где 1 : М — масштаб составляемой карты, а к — коэффициент

передачи движений от прибора к координатографу.

Результаты ориентирования снимков и модели в приборе отме-

чают в журнале.

§ 133. Составление оригинала карты

Модель, построенная в универсальном стереоприборе, исполь-

зуется для составления оригинала карты.

В этот процесс входят: 1) набор пикетных точек, 2) нанесение

скелетной схемы крупных форм рельефа, 3) нанесение гидрографи-

ческой сети, 4) съемка рельефа, 5) съемка контуров.

1. К пикетным точкам относятся точки, высоты которых подпи-

сываются на карте. В качестве таких точек выбирают характерные

точки рельефа и контуров, легко опознаваемые на местности. Гу-

стота пикетных точек определяется наставлениями и инструкциями

по топографическим работам. На каждую пикетную точку наво-

дится измерительная марка и фиксируются положение точки на

планшете и ее высота. Результаты наблюдения пикетных точек

записывают в журнал.

2. Скелетная схема крупных форм рельефа (водоразделы, таль-

веги и др.) наносится на планшет с целью облегчения съемки

рельефа и более точного отображения его на карте.

3. Гидрографическая сеть (реки, ручьи, озера и др.) наносится

па планшет и имеет то же назначение, что и скелетная схема круп-

ных форм рельефа.

4. Съемка рельефа заключается в проведении горизонталей.

Чтобы изобразить горизонталь, по счетчику высот прибора уста-

навливают ее отметку, ^атем, наблюдая стереоскопически, ведут

измерительную марку по поверхности модели с помощью только

двух штурвалов X и У прибора.

При обработке снимков плоскоравнинных районов горизонтали

проводят по отметкам пикетных точек, как это делается в мензуль-

ной или тахеометрической съемках. В этом случае количество

пикетных точек должно быть достаточным для правильного отобра-

жения рельефа.

5. Для съемки контуров используют три движения прибора —

X, У и Ъ. Измерительной маркой обводят границы леса, пашни,

болот и других объектов, которые должны быть изображены на

карте. Отмечают точками колодцы, родники и другие элементы

местности, отображаемые внемасштабными условными знаками.

11аносят осевые линии узких протяженных объектов — дорог,

линий электропередач и др.

При съемке рельефа и контуров используют материалы полевого

дешифрирования снимков. Если этих материалов нет, то выпол-

няют камеральное дешифрирование, а затем контролируют эту

работу в поле.

Оригинал карты оформляется в соответствии с условными зна-

ками по правилам полевого вычерчивания.

369.