Материал: 2423

ваемые объектами тени можно узнать закрываемые ими элементы местности.

1.7. Специальное традиционное аэросъемочное оборудование

При топографической аэрофотосъемке кроме аэрофотоаппарата устанавливают вспомогательное оборудование, которое обеспечивает стабилизацию съемочной камеры, контроль высоты, скорости, прямолинейности полета, интервал между экспозициями. Кроме того, обеспечивает заход на очередной съемочный маршрут и определение данных для последующей фотограмметрической обработки – высоты фотографирования, превышений между центрами фотографирования, их координаты и др. С этой целью на борту самолета устанавливают статоскоп, радиовысотомер, гиростабилизирующую установку и др.

Статоскоп представляет собой высокочувствительный дифференциальный барометр, позволяющий измерять изменение давления воздуха, возникающие при колебании высоты фотографирования. Способ основан на известном положении, что при малых разностях высот (порядка 50–100 м) колебание высоты полета H связано с разностью давления p и барометрической ступенью QH простой линейной зависимостью

H = QH p.

Поскольку барометрическая ступень для стандартной атмосферы известна, для определения превышения между центрами фотографирования необходимо лишь измерить разность давлений в точках съемки.

В аэрофотосъемочном производстве применяются статоскопыавтоматы непрерывного действия С-51 и С-51М. Определяются превышения между центрами фотографирования с точностью ±1 м.

Радиовысотомер представляет собой радиолокационную установку, предназначенную для измерения высоты полета в моменты фотографирования. Принцип его действия основан на использовании импульсного метода измерения расстояний и измерении времени прохождения радиоволны, направленной к земной поверхности и отраженной обратно. Тогда пройденный радиоволной путь, соответствующий высоте фотографирования

D H 0,5vct,

40

где vc – скорость распространения радиоволн, равная 300 000 км/сек; t – время прохождения радиоволной расстояния от самолета до ближайшей точки местности и обратно.

Принцип работы радиовысотомера заключается в следующем. В момент экспонирования передатчик 1 (рис. 1.11) генерирует и через антенну 2 излучает импульс, который, отразившись от земли, улавливается приемной антенной 3 и через приемник 4 передается на экран индикатора 5. Изображения направленного и принятого радиоимпульсов строятся в виде развертки шкалы на экране электронно-лучевой трубки, которая в моменты срабатывания затвора фотокамеры фотографируется на фотопленку, называемую высотограммой (рис. 1.12).

Кадры высотограммы содержат изображение индикатора со шкалой развертки от 0 до 500 м и два выступа («выброса»), соответствующие моментам регистрации начального и отраженного импульсов. Для определения высоты фотографирования к разности отсчетов по высотограмме прибавляется произведение 500 м на целую часть частного от деления найденной по формуле (1.9) приближенной высоты фотографирования на 500. Так, при m = 17000 и f = 100 мм целая часть равна 0,1 17000/500 = 3, и отсчету по высотограмме на рис. 1.12 соответствует высота фотографирования H = 175 + 3 500 = 1675 м.

Широкая направленность антенны (120 ) и выбранная длина волны (68 см) обеспечивают отражение радиоволн от точек земной поверхности (а не от растительности), расположенных на различных расстояниях. После приема первого отраженного импульса приемник радиоволн запирается, что исключает многозначность определений.

41

С увеличением рельефа местности показания радиовысотомера начинают отличаться от истинного значения высоты фотографирования и приближаются к наклонному расстоянию до ближайшей точки.

Применяемые при аэрофотосъемке радиовысотомеры РВТД и РВТД-А обеспечивают определение высоты фотографирования над равнинной местностью с точностью 1,2–1,5 м.

Гиростабилизирующая установка предназначена для ста-

билизации в полете положения съемочной камеры и уменьшения углов отклонения ее главной оптической оси от отвесной линии. В основе конструкции современных гироскопов лежит принцип волчка, стремящегося сохранить неизменным пространственное положение своей оси вращения при наклоне плоскости, на которой он установлен. Применяемые гиростабилизирующие установки Н-55, ТАУ, ГУТ- 9 и др. используют трехстепенные гироскопы, стабилизирующие положение съемочной камеры с точностью 10–15 минут.

Системы определения координат центров фотогра-

фирования в процессе аэрофотосъемки применяют с 50-х гг. прошлого столетия. В начале это были радиотехнические системы, основанные на фазовых методах измерения расстояний от самолета до двух наземных станций. Широко применяемые в то время радиогеодезическая станция ЦНИИГАиК (РГСЦ) и самолетный радиодальномер (РДС) обеспечивали определение координат центров с ошибкой 1–5 метров.

Системы глобального позиционирования GPS (Global Positioning System), появившиеся в 1990-х гг., заменили радиогеодезические системы. Они работают по принципу измерения дальностей (расстояний) от самолета до геодезических спутников и скоростей их изменения (вследствие перемещения этих спутников). Определяемые с помощью системы пространственные координаты центров фотографирования могут использоваться как для целей навигации, так и последующей фотограмметрической обработки снимков. В обоих случаях через заданный промежуток времени определяются координаты точки и заносятся на магнитный носитель вместе со временем их определения и временем срабатывания затвора фотокамеры (экспозиции).

Последующая обработка данных позволяет вычислить пространственные координаты центров фотографирования путем интерполяции GPS-измерений на моменты экспозиции и учесть положение ан-

42

тенны приемника относительно узловой точки объектива фотокамеры. Ошибка определения координат центров фотографирования этим методом не превышает 0,1 м при удалении от базовой станции не более

20-ти км.

1.8. Аэрофотосъемочные работы

Летно-съемочным работам предшествует расчет параметров аэрофотосъемки, к числу которых относят площадь участка, высоту фотографирования, расстояние между центрами фотографирования и смежными маршрутами, интервал между экспозициями и др.

Прежде всего, исходя из назначения материалов аэрофотосъемки, имеющегося оборудования, принятой технологии и пр., устанавливают масштаб создаваемого плана 1:M, аэрофотосъемки 1:m, фокусное расстояние съемочной камеры f, ее тип и формат кадра l. Все эти данные отражаются в техническом проекте на производство работ.

перекрытий выполняют по эмпирическим формулам, учитывающим поправки к их оптимальным значениям (62 % и 32 %), зависящие от величины превышения h над средней плоскостью съемочного участка и высоту H фотографирования над ней:

Базис фотографирования Bx (расстояние между центрами фотографирования) и расстояние между маршрутами By зависят от размера кадра фотокамеры l, величин продольного p, поперечного q перекрытий и знаменателя масштаба аэрофотосъемки m:

Интервал между экспозициями определяет продолжительность полета самолета со скоростью W км/час между двумя последовательными экспозициями, т.е. время, в течение которого самолет преодолеет расстояние Bx:

Минимальную выдержку определяют, исходя из того, что за время экспонирования tS самолет, двигаясь со скоростью W, пролетает расстояние W ts. Так как в течение времени tS объектив фотокамеры открыт, то изображение на аэроснимке окажется смазанным, причем величина смаза в масштабе аэроснимка составит WtS/m. Отсюда минимальное время экспонирования tS, при котором величина смаза изображения не превысит мм в масштабе создаваемого плана с учетом соотношения масштабов аэроснимка и плана (1.10), должна быть

Минимальную выдержку определяют, исходя из предельно допустимого смаза изображения, не превышающего 0,1 мм на снимке.

Число аэроснимков подсчитывают, исходя из размеров участка Lx, Ly, базиса фотографирования Bx и расстояния между маршрутами

By:

По завершению расчетов готовят полетную карту, на которую наносят границы съемочного участка, оси маршрутов и ориентиры в

44