§ 77. Аналитический метод стереофотограмметрической обработки снимков

Для решения топографических задач по снимкам наземной съемки используют в основном два метода: аналитический и уни­версальный. В аналитическом методе измерение координат точек снимков и продольных параллаксов производят на стереокомпа­раторах, описание которых дано в гл. 6.

После этого производят учет поправок за элементы внутрен­него и внешнего ориентирования снимков, которые в первом слу­чае определяют по формулам:

Поправка Δf = f´—f возникает из-за неприлегания фотоплас­тинки к плоскости прикладной рамки фотокамеры. Значение f´ вычисляют по формуле f´=l´f/l, где l´ — расстояние между проти­воположными координатными метками на снимке, а l — на ка­мере.

Поправки за элементы внешнего ориентирования определяют по формулам:

которые получаются путем преобразования формул (251).

Вычисление пространственных координат точек объекта сна­чала производят в фотограмметрической системе в зависимости от случаев съемки по формулам (268), (269), (270), (271), а затем, если это необходимо, их перевычисляют в геодезическую систему координат, используя для этого формулы (273).

Аналитический метод применяют тогда, когда требуется опре­делить с максимальной точностью небольшое число точек. Вычис­ления, как правило, производят с помощью микрокалькуляторов.

§ 78 Универсальный метод стереофотограмметрической обработки снимков

Универсальный метод позволяет решать фотограмметрическую пространственную засечку без предварительного измерения коор­динат и параллаксов стереопары снимков. При этом контуры и горизонтали в процессе создания топографических карт получа­ются путем непрерывного вычерчивания их на планшете. Кроме того, на планшете можно получить плановое и высотное положе­ние отдельных точек местности.

Для обработки наземных снимков могут быть использованы универсальные стереофотограмметрические приборы, созданные для обработки аэрофотоснимков, если они учитывают особенно­сти системы координат наземной съемки. К таким приборам от­носятся: стереопланиграф и стереометрограф Народного пред­приятия «Карл Цейс Йена» (ГДР) или автографы фирмы «Вильд» (Швейцария). Однако в основном эти снимки обрабатываются на специально созданных для этих целей приборах — стереоавтографе 1318 и технокарте Народного предприятия «Карл Цейс Йена» (ГДР).

Эти приборы относятся к приборам с расчлененной механиче­ской засечкой. Решение осуществляется двумя плоскими меха­низмами, лежащими во взаимно параллельных плоскостях, связь между которыми осуществляется в момент стереоскопического наведения измерительной марки на точку стереомодели.

Плановая засечка решается с помощью параллелограмма Орель— Цейсса, что позволяет сохранить расстояние между двумя центрами проектирования постоянным, не зависящим от базиса фотографирования. Принципиальная схема механизмов плановой и высотной засечек стереоавтографа 1318 Народного предприятия «Карл Цейс Йена» (ГДР) показана на рис. 106. Эти механизмы решают уравнения, определяющие пространственные координаты точек местности X, У, Z в фотограмметрической системе коорди­нат в соответствии с нормальным, равноотклоненным и конвер­гентным случаями съемки с горизонтально расположенными оп­тическими осями, обусловленные формулами (268), (269) и (270).

Механизм плановой засечки состоит: из двух плоских линеек L_X1 и L_X2 вращающихся в горизонтальной плоскости вокруг точек I и II; мостика отстояний МО; каретки отстояний КО; ка­реток снимков К_X1 и К_X2. Длинные плечи этих линеек с помощью ножничных шарниров N₁ и N₂ соединены с кареткой отстояний, которая может перемещаться по оси XX прибора, установленной на мостике отстояний. Сам мостик отстояний может перемещаться по оси Y. Шарнир N₁ связан с кареткой отстояний жестко, а шар­нир N₂ — с базисным суппортом b_х и b_у.

Короткие плечи линеек через шарниры n₁´ и п₂´ , установленные на суппортах фокусных расстояний, связаны с каретками снимков К_Х1 и К_X2 . Поворот линеек вызывает перемещение кареток сним­ков по направляющей хх, параллельной оси XX. Рабочие ребра длинного и короткого плеч линейки L_X1 всегда находятся на прямой линии, в то время как плечи линейки L_X2 можно устанав­ливать под углом друг к другу в пределах от +5 до —2,5^g, что позволяет на этом приборе производить обработку снимков, по­лученных при конвергентном случае съемки.

Такое устройство на­зывается конвергентным. Если на каретках К_X1 и К_X2 установить снимки стереопары, а на суппортах фокусных расстояний значе­ние f снимков и на базисных суппортах значения b_х и b_v в мас­штабе модели, то с помощью штурвалов X, Y, Z можно навести измерительные марки m₁ и m₂ на точки снимков n₁ и n₂, т. е. осуществить стереоскопическое наблюдение точки модели. Тогда ролик N₁ определит плановое положение точки местности в си­стеме фотограмметрических координат с началом в точке I в масштабе модели М.

Механизм высотной засечки состоит: из мостика высот MB; каретки высот K_B; линейки высот L_Z1 и подвижной части бино­кулярного микроскопа. Линейка L_Z1 вращается вокруг центра III. Длинное плечо этой линейки связано с кареткой высот с по­мощью шарнира N₃ который вместе с кареткой высот перемеща­ется по оси ZZ. Мостик высот находится выше мостика отстоя­ний и параллелен ему. Оба мостика перемещаются по оси Y. Таким образом, расстояния IN₁ — IIIN₃=Y.

Так как на приборе оси XX и ZZ параллельны, а на снимке они взаимно перпендикулярны, то короткое плечо линейки L_Z повернуто на угол 90° и связано с шарниром n₃', установленным на суппорте левой подвижной части бинокулярного микроскопа. В момент, когда линейка L_Z1 будет параллельна оси Y прибора, измерительная марка т₁ окажется совмещенной с осью хх ле­вого снимка. При стереоскопическом наведении марки на точку модели шарнир N₃ сместится относительно исходного на величину

, т. е. определит высоту наблюдаемой точки, которую можно отсчитать в метрах по специальному счетчику высот Z₁. На оси III укреплена вторая линейка высот L_Z2. Длинное ее плечо с помощью суппортов b_Z и by связано с шарниром N₄. Короткое плечо этой линейки через суппорт фокусного расстояния f пра­вой подвижной части бинокулярного микроскопа связано с шар­ниром n₄´. Такое устройство позволяет при стереоскопическом рассматривании снимков автоматически устранять поперечный па­раллакс q, который является функцией превышения концов съе­мочного базиса, угла отклонения и конвергенции, определяемый зависимостью

Стереоавтограф 1318 (ГДР) (рис. 107) конструктивно выпол­нен из нескольких функциональных блоков: станины 5, мостика отстояний 6, кареток снимков 1, мостика линеек 4, наблюдатель­ной системы 2 и координатографа 3.

Станина прибора установлена на трех ножках с подъемными винтами. На ней установлена направляющая оси Y и перпенди­кулярно к ней цилиндрическая направляющая кареток снимков. На передней панели станины размещены: неподвижные элементы наблюдательной системы; штурвалы ведущих винтов Х₁, Y₁, Z₁ (см. рис. 106) со счетчиками координат, реостаты осветительной системы снимков и марок.

Мостик отстояний выполнен в виде двухэтажной Т-образной детали с салазкой. В нижней части установлена направляющая оси XX, а в верхней части — направляющая оси ZZ. По ним пе­ремещаются каретки отстояний и высот, несущие на себе ножнич­ные шарниры N₁, N₃ и базисные суппорты плановой и высотной засечек с ножничными шарнирами N₂ и N₄.

Каретки снимков перемещаются по цилиндрической направля­ющей. На них установлены суппорты фокусных расстояний пла­новых линеек с шарнирами n₁´ и п₂´ .

Мостик линеек крепится к станине выше направляющей Y. Он несет на себе: оси вращения плановых I, II и высотных линеек III; направляющие осей z₁z₁ и z₂z₂ подвижных частей бинокуляр­ного микроскопа с повторительными системами для установки вы­соты горизонта и суппорта фокусных расстояний с ножничными шарнирами п₁´ и п₂´.

Наблюдательная система состоит из двух частей — неподвиж­ной и подвижной. Ход лучей между ними телескопический. Она оборудована цветными светящимися марками, диоптрийными кольцами и приспособлением для изменения глазного базиса.

Координатограф служит для графических построений в задан­ном масштабе плана. Его координатные винты связаны с приво­дами стереоавтографа механическими карданными (стереоавтограф 1318) или сельсинными моторами (стереоавтограф 1318EL) через редуктор, который позволяет установить необходимый ко­эффициент редукции с помощью набора сменных шестерен. Чер­тежное устройство оборудовано соленоидом для управления цан­говым карандашом или лупой — для управления с помощью нож­ной педали. Ниже приведены основные характеристики прибора: