§ 82. Наблюдения за горизонтальными перемещениями фотограмметрическим методом

Фотограмметрический метод измерений величин сме­щений используют при определении смещений большого числа деформационных марок. Он основан на получении измерительных фотоснимков объекта в нулевом и теку-

337

/Х>

Рис. 120. Схема определения смещений фотограмметрическим методом

щем циклах наблюдений. По этим снимкам определяют изменение координат идентичных точек в циклах.

Для съемок используют фототеодолиты или метрические камеры, так как они оснащены уровнями для установки плоскости снимка под заданным углом к горизонту и ориен­тирующим устройством, подобным теодолиту, для уста­новки оптической оси фотокамеры в заданном направ­лении.

Наиболее простым в обработке, универсальным и точ­ным считают способ определения смещений по снимкам, параллельным основной плоскости сооружения. Одиноч­ные снимки позволяют определить величины смещений точек сооружений в плоскости, параллельной снимку, а стереопара снимков, снятых с базиса В, параллельного плоскости сооружения — в трех взаимно перпендикуляр­ных плоскостях.

На рис. 120 показаны левая (5_Л) и правая (5_П) стан­ции фотографирования, расположенные параллельно фа­саду здания, на котором закреплены деформационные марки 1, 2, 3, ..., i. Вне зоны деформаций закреплены контрольные точки К_г, К₂, К₃, К_А. Ось X фотограмметри­ческой системы координат совмещена с линией базиса В (5_Л, S_n), главные лучи 0_Л5_Л и О_п5_и левого и правого снимков перпендикулярны к линии базиса. В этом случае

338

координаты точек сооружения определяют по формулам: Х = Вх/р; У = Bf/p; Z = Bz/p.

Смещения деформационных марок АХ, АУ, AZ вы­числяют, как и при наблюдениях геодезическими методами, по формуле (151).

Величины АХ, А У, A Z будут истинными смещениями точек объекта, если место расположения камеры и эле­менты ориентирования снимка при каждой последующей съемке сохраняются неизменными. Это достигается уста­новкой камеры на стационарные штативы или тумбы, обеспечивающие точную установку камеры в ту же точку и тщательным ее ориентированием при помощи уровней и ориентирующего устройства.

Правильность установки камеры контролируется срав­нением координат контрольных k_x—k_:i точек иа снимках нулевого и текущего циклов. Контрольные точки следует располагать вне зоны деформации, так как они должны быть неподвижны.

Если возникают разности координат одноименных контрольных точек

^kj ~ ^hj ^7ю> ” %hj

где k — номер контрольной точки, / — номер текущего цикла, то они являются функцией изменения элементов ориентирования снимков и записываются в виде поли­нома:

bx_h = а о a_xxl_n + a,x_luz_kn -f ад,_в + ед_£о;

6z_h = Со + aiXk_aZk_e + a₂zl₀ + ед₀ + ед^, (154)

где х_ка, z_ko — координаты контрольной точки с номером к на снимке нулевого цикла.

При наличии на снимке трех контрольных точек, не лежащих на одной прямой /г_ь А\,, к-_л (см. рис. 120), состав­ляют систему из 6-ти уравнений вида (154), из решения которой находят значения коэффициентов а_и c_t {i = 0, 1, 2, 3, 4).

Если в формулах (154) вместо координат контрольных точек использовать координаты деформационных точек, измеренных по снимкам (х'_к}, 4/)» и вычисленные по кон­трольным точкам величины щ, с_ч, то получим поправки 6x_hji bz_hj в измеренные координаты, компенсирующие влияние изменения элементов ориентирования снимка в /-ом цикле относительно нулевого цикла:

Xhj = 4/ + z_hj = г*/ Н- 6z,_t7-.

Координаты x_/u-, z_w можно использовать для вычис­ления разностей координат по формулам:

AX_kJ = Bx_h]/p_hj — Bx_hQ/p_hQ = В (x_hj/p_hJ — x_h0/p_h0);

АУ/ij = Bf!p_hJ — Bf/p_h0 = Bf(\/p_hj— 1 /р_Л0);

AZ_W = Bz//7_AJ — Bz_ho/p_ho = В (z_/ti,/p_/i;- — z_/l0/p_/{0),

где x_kj, z_hj, p_hj — исправленные значения координат и параллаксов точки k на снимках /-го цикла; *_ft0l z_ftG, /?_/i0 — исправленные координаты и параллаксы точки & иа снимке нулевого цикла; Я, / — базис фотографирования и фокусное расстояние камеры. ^! '

Часто смещения точек сооружений измеряют тоЛько в плоскости X, Z, т. е. в плоскости снимка. В этой^;случае сооружение фотографируют с одной станции, величину У измеряют геодезическими методами, а для вычисления величин АХ, AZ используют формулы

Xx_kj = Уx_hj/f — Уx_h0/f = У Ax_hj/f\ AZ_hj = У Az_kj.

При измерении деформаций величины Ax_hj, Az_hj весьма малы, поэтому для повышения точности их измереиий применяют способ временного параллакса. Снимок нуле­вого цикла закладывают в левую кассету стереокомпара­тора, а снимок деформационного цикла в правую кассету. При отсутствии смещений точек объекта и сохранении неизменными элементов ориентирования снимков, наблю­датель бинокулярно наблюдает плоскую картину объекта. При наличии смещений, сдвиги в плоскости X, У воспри­нимаются наблюдателем как пространственное искривле­ние плоской картины. Эти сдвиги (Ax', Аг') измеряют путем стереоскопического наведения марки на точку объекта движениями одной правой каретки стереокомпа­ратора или параллактическими винтами продольного и поперечного параллаксов.

Если при измерении на стереокомпараторе значения Ах'_к], AZkj на контрольных точках не равны нулю, то в измеренные значения Ax_hit Az_h:j на всех определяемых точках следует ввести поправки Lx_hJ-, Sz_hJ- в соответствии с формулами (154), за счет изменившихся значений эле­ментов ориентирования снимков

~ Axf_{j -j- &X}_tj, AZ]_tj = Azkj -j- $Zkj.

Расчеты погрешностей измерений и практика примене­ния фотограмметрии для измерения деформаций показы­вают, что относительные погрешности определения сме­щений по осям Л', У имеют следующие значения:

/// tn

ж 1/25 ООО — 1/4000; —~~ « 1/10 000;

1/2000- 1/25 000.