1.3.2 Топографическая камера тк-350

Топографическая камера ТК-350 имеет фокусное расстояние 350 мм и обеспечивает разрешение на местности 10 м. Съёмка ведётся на чёрно-белую пленку. Отличительная особенность камеры ТК-350 – обеспечение перекрытия соседних кадров 60 – 80 %, что позволяет из снимков образовывать стереопары и после соответствующей обработки получать цифровые модели рельефа местности [1]. Основные технические характеристики камеры ТК-350 приведены в таблице 2 [19].

Таблица 2 – Технические характеристики камеры ТК-350

Характеристика	Величина
Фокусное расстояние	350 мм;
Формат кадра	300х450 мм;
Относительное отверстие	1 : 5,6
Разрешающая способность объектива	35 лин/мм в центре 30 лин/мм на краях
Дисторсия	20 мкм – максимальная 3,5 мкм – СКО калибровки
Светофильтр	ОС-14, оранжевый
Калибровочные кресты	шаг 10 мм
Компенсация смаза изображения	возможна
Продольное перекрытие снимков	20%, 40%, 60%, 80%

При разработке камеры ТК-350 главное внимание уделялось увеличению базиса фотографирования и точности построения модели по получаемым снимкам, поэтому был выбран прямоугольный формат кадра, при этом длинная сторона снимка направлена вдоль линии полёта. Продольное перекрытие, соответствующее 80%, достигается при соотношении базиса фотографирования к высоте съёмки равном 1,1 [19].

Выравнивание фильма осуществляется прижимом к специальному стеклу посредством прижимных валиков. При этом сила давления довольно высока и любое невыравнивание фильма во время экспонирования исключается за счет разности давления, прилагаемого на прижимное стекло фильма. Точность изготовления прижимного стекла очень высока, поэтому данный метод выравнивания позволяет получить среднюю квадратическую ошибку невыравнивания плёнки до 1,5 до 2,0 мкм [19].

В каждый кадр впечатывается сетка крестов с шагом 10 мм (всего 1305 крестов). Координаты этих крестов определяются в процессе калибровки с точностью 2,0 – 3,5 мкм, что позволяет определять деформацию фотоматериала (фильма) с максимально возможной точностью [19].

Для того чтобы компенсировать продольный смаз изображения, прижимное стекло вместе с прижатым фильмом перемещается с определённой скоростью в направлении полёта спутника. Скорость этого компенсационного движения выбирается так, чтобы максимально увеличить время экспозиции для малочувствительных плёнок, имеющих большую разрешающую способность. Четыре координатные метки используются для задания плоской системы координат снимка, а также ограничивают участок снимка, в пределах которого элементы внешнего ориентирования остаются постоянными. Они впечатываются в фильм в момент полного открытия затвора. Положение координатных меток на снимке показано на рисунке 1, взаимное расположение координатных меток и ближайших калибровочных крестов показано на рисунке 2 [19].

Рисунок 1 – Положение координатных меток на снимке ТК-350

— координатная метка;

+ — калибровочные кресты

Рисунок 2 – Взаимное положение координатных меток и калибровочных крестов

Калибровка камеры ТК-350, т.е. определение элементов внутреннего ориентирования и дисторсии, выполняется с помощью специального высокоточного компаратора с автоматическим электрооптическим наблюдением. Используя измерения, полученные с помощью компаратора, фотограмметрическая дисторсия вычисляется по формулам [19]:

(1)

где _x, _y – значение дисторсии;

x_k, y_k – координаты крестов;

f – фокусное расстояние камеры;

φ_x, φ_y – углы, измеренные на специальном компараторе;

x_o, y_o – координаты главной точки.

Фокусное расстояние и координаты главной точки вычисляют под условием:

После установки камеры на космическом корабле выполняют калибровку стекла иллюминатора. В заключении измеряют температуру и давление воздуха внутри космического корабля и контролируют его в течение полёта. Это позволяет учесть влияние стекла иллюминатора и внутренней рефракции путём ввода необходимых поправок в значение фокусного расстояния камеры. В результате предполётной калибровки и измерений на борту суммарная средняя квадратическая ошибка координат точек снимков ТК-350 составляет 4 – 5 мкм [19].

1.3.3 Панорамная камера КВР-1000

Панорамная камера высокого разрешения КВР-1000 имеет фокусное расстояние 1000 мм и обеспечивает разрешение на местности 2 – 3 м в полосе шириной 160 км при съемке на чёрно-белую пленку с высоты 220 км [1, 19]. При съёмке на цветную спектрозональную – разрешение на местности составляет 4 – 5 м [1].

Основные технические характеристики панорамной камеры КВР-1000 приведены в таблице 3 [19].

Таблица 3 – Технические характеристики камеры КВР-1000

Характеристика	Величина
Фокусное расстояние	1000 мм
Формат кадра	180х720 мм
Относительное отверстие	1 : 5
Разрешающая способность объектива	60 мм-1
Дисторсия	16 мкм – максимальная
Координатные метки	в углах 0, 10, минус 10
Временные марки	с частотой 128 Гц
Тип панаромирования	перемещение зеркал
Углы панаромирования	плюс/минус 20, 40
Компенсация сдвига изображения	децентрация оси поворота зеркал
Ошибка компенсации сдвига	менее 1%
Светофильтр	ОС-14, оранжевый
Компенсация смаза изображения	возможна
Ширина щели	от 0,3 до 15 мм
Продольное перекрытие снимков	от 8% до 12%

Снимки панорамного фотоаппарата КВР-1000 предназначены для дешифрирования изображений местности при создании и обновлении карт. В зависимости от особенностей ландшафта эти космические фотоснимки могут использоваться для обновления карт в масштабах 1:25 000 и мельче [2].

На каждом кадре камеры КВР-1000 фиксируется изображение поверхности Земли размером 160 на 40 км. Площадь, изображаемая на одном снимке ТК-350, покрывается семью снимками КВР-1000. Размещение снимков ТК-350 и КВР-1000 показано на рисунке 3 [19].