книги из ГПНТБ / Рабинович Ф.Д. Фотограмметрическая съемка железнодорожных путей

точек, вызванные ошибкой передачи дирекционных углов при переходах с одной модели на другую, не окажут существенного влияния на точность проектирования, так как строительным базисом для разбивки вновь строящихся путей, зданий и пр. слу­ жит существующая железнодорожная колея. Существенно лишь, чтобы масштабы моделей были определены с точностью, достаточ­ ной для строительных целей.

Геодезические координаты опорных пикетных точек в преде­ лах одного прямолинейного маршрута можно определить следу­ ющим образом.

На первой стереопаре, обеспеченной двумя-тремя ОПТ, вы­ числяют масштаб модели по формуле (15.7); начальной ОПТ

следующим приемом: вычисляют приращение фотограмметриче­ ских координат ближайшей ОПТ относительно предыдущей и ди-

затем вычисляют условные геодезические координаты пикетных точек

J В тех случаях, когда на отдельных стереопарах отсутствуют ОПТ, ограничиваются определением пикетажного положения промежуточных связующих точек, расположенных на ж.-д. пути. Координаты каждой последующей точки вычисляются по фор­ мулам

132

Длину линии (в метрах) вычисляют по формуле L = = -^jjf l/Да;2 + Ay2. Построенную вставку увязывают, распре­ деляя линейную невязку, обнаруженную на смычной ОПТ, про­ порционально длинам отрезков, после чего находят исправленные координаты на промежуточной точке по формуле

Ha стыках съемочных участков дирекционный угол отрезка пути (пикета, нескольких пикетов), служащего связующим, при­ нимают за исходный при измерениях па последующем участке, вычисляют координаты последующей ОПТ по формуле (34.7) и т. д.

Таким образом, вычисления ведут непосредственно в геодези­ ческой условной системе, причем всем ОПТ присваиваются их истинные пикетажные значения, чего невозможно (пли очень трудно) достичь при построении фотограмметрической сети обыч­ ными способами. Как видим, измерения выполняют на отдельных независимых моделях, соединение которых осуществляют анали­ тически. Поэтому программа для ЭЦВМ, реализующая этот спо­ соб, предусматривает аналогичные действия и с моделями, по­ строенными при помощи других приборов (например, стерео­ проектора, стереометрографа и коордиметра «Д») или аналити­ ческим методом.

После окончания расчетов выдаются следующие данные: А. Числовые поперечные профили по следующей форме:

Б. Ведомость координат опорных пикетных точек

133

В. Ведомость координат и отметок боковых фотограмметри­ ческих точек

§ 27. Экспериментальная оценка точности фотограмметр1гческон съемки поперечных профилей

Для экспериментальной оценки точности съемки поперечных профилей аналоговым методом были подготовлены два полигона: I — в равнинной открытой местности, I I — в горнотаежном полу­ закрытом районе.

Полигон I протяженностью 10 км расположен на железно­ дорожной линии I категории сложности в полупустынном районе,

Воздушное фотографирование полигона выполнено одним маршрутом с продольным перекрытием снимков около 60% . Съемка была произведена дважды: аппаратом АФА-ТЭ с фокусным расстоянием fk = 100 мм в масштабе 1 : 4900 и АФА-ТЭ с fk = = 200 мм в масштабе 1 : 3800. Все высотные точки и концы попе­ речников, разбитых на пикетных точках и плюсах длиной 40 м по обе стороны от оси пути, были замаркированы до выполнения аэрофотосъемки. Разбивка пикетажа и продольное нивелирование но головке рельса выполнены обычным способом.

Высотная подготовка аэроснимков выполнена через один базис фотографирования. Среднее отстояние опознаков от оси пути — около 300 м; их опознавание и наколка выполнены на снимках, сделанных с аппаратом с fk = 100 мм. Отметки опознаков опре­ делены тахеометрически относительно существующего пути. В ме­ стах, бедных контурами, измеряли контрольное расстояние до опознака (по дальномеру) и угол между направлениями на пре­ дыдущий пикет и опознак.

Контрольная геодезическая съемка поперечников выполнена на всех пикетах и плюсовых точках. На прямых участках по­ перечники разбиты при помощи эккера, а на кривых — теодоли­ том. Отметки точек поперечников определены геометрическим нивелированием относительно головки рельса иа ближайшем

I I I категории сложности. Земляное полотно, на котором уложены

134

два пути, возведено насыпями высотой до 13 м и в выемках глу­ биной до 5 м. Более 85% участка расположено на кривых; на зна­ чительном протяжении земляное полотно отсыпано на косогоре крутизной около 20°, поросшем смешанным редким лесом высотой 7—8 м. Подножье насыпи, ее откосы и кюветы покрыты травя­ нистой и кустарниковой растительностью высотой от 0,3 до 2,0 м.

Геодезическая подготовка участка заключалась в продольном нивелировании пути, прокладке магистрального теодолитного хода, включающего все пикетные точки и плановые опознаки, разбивке пикетажа и определении пикетажного положения всех элементов путевой ситуации, опознаваемых па аэроснимках (сиг­ налов, километровых и пикетных столбов). Каждая стереопара обеспечена четырьмя высотными опозиаками.

На всем протяжении полигона была выполнена контрольная геодезическая съемка поперечных профилей на всех пикетах и плюсах (длиной 40 м по обе стороны от оси пути). Пятая часть всех поперечников была снята в поле дважды разными испол­ нителями.

На косогориых участках контрольная съемка поперечников выполнена тахеометрическим методом.

Оценка точности геодезической съемки поперечников выпол­ нена сравнением результатов двукратных контрольных измерений. Средние квадратические ошибки отметок тА и отстояний точек поперечников от оси пути ms, вычисленные по разностям двойных геодезических измерений, приведены в табл. 48.

Т а б л и ц а 48

Полигон Число точек 7 H S , м

Анализ показал, что главным источником расхождений высот и отметок, полученных из двойных контрольных измерений, является смещение съемочных точек, поскольку каждый исполни­ тель по-своему определяет положение характерных точек про­ филя — бровок и подошвы, насыпи, резервов и т. д. Значительно меньшая доля ошибки приходится на погрешности измерений.

Затем было выполнено сравнение объемов земляных работ, подсчитанных по профилям, построенным по результатам дву­ кратной геодезической съемки. На поперечниках, вычерченных в масштабе 1 : 100, было запроектировано угнирение земляного полотна для сооружения второго пути; на полигоне I I дополни­ тельные пути были запроектированы слева выше по косогору и справа от существующего. Площадь поперечных сечений земля­ ного полотна определена способом графического интегрирования.

135

Результаты сравнения и оценка точности подсчета объемов земляных работ приведены в табл. 49.

Стереофотограмметрическая съемка поперечников была выпол­ нена на стереометрографе и стереопроекторе СПР-2. При обработке материалов полигона I были экспериментально проверены две технологические схемы съемки.

В первом случае съемку выполняли способом продолжений. Так как высотная подготовка снимков была сделана через базис, то каждая секция состояла из двух стереопар. Масштабирование каждой из них выполняли независимо, по замаркированным пикетам, с контролем по связующим точкам в зоне тройного пере­ крытия снимков.

Горизонтирование первой стереопары выполняли по двум боковым опознакам и пикетным точкам на оси пути. При этом

136

определяли отметки связующих точек, которые служили кон­ трольными при горизонтировании второй стереопары. Измерения выполняли на негативах.

На прямолинейных участках пути левый снимок разворачивали так, чтобы изображение рельсов было параллельно оси XX при­ бора.

Отстояние точек поперечников от оси пути отсчитывали по счетчику Y (в масштабе модели); высоты определяли относительно отметки пути на ближайшем пикете. Для этого после стереоскопи­ ческого совмещения марки с изображением шпальной решетки на счетчике высот устанавливали отметку пути на данном пикете за вычетом высоты рельса.

Маркировочные знаки (фанерные треугольники со сторонами, равными 50 см, укрепленные между рельсами) оказались изобра­ женными на негативах достаточно четко; их опознавание не вызывало особых затруднений.

На криволинейных участках пути пикетные точки сносили на чертежный столик прибора, после чего проводили линии попереч­ ников перпендикулярно к оси пути.

При съемке на стереометрографе оператор перемещал марку так, чтобы игла координатографа находилась над линией попереч­ ника. При съемке на стереопроекторе СПР-2 поперечник строили при помощи визирного приспособления.

Вторая схема отличалась от первой тем, что предварительно было выполнено аналитическое триангулирование, в результате чего для кажпой стереопары были определены четыре высотные точки. Помимо этого, для каждого снимка были получены эле­ менты внешнего ориентирования. После установки этих элементовна соответствующих счетчиках прибора оператор устранял не­ значительные остаточные параллаксы и проверял горизонтироваиие модели, иа что уходило в 2—3 раза меньше времени, чем для взаимного и внешнего ориентирования обычным способом, при­ менявшимся по первой технологической схеме.

Для полигона I I была применена первая схема с тем разли­ чием, что положение пикетных точек определяли промерами от ближайших опознаваемых элементов путевой ситуации (обычно пикетных столбиков), так как на этом полигоне пикеты не были замаркированы.

Оценка точности стереофотограмметрической съемки стерео­ проектором СПР-2 выполнена сравнением отметок и отстояний точек с величинами, полученными в результате геодезической съемки поперечников. Результаты сравнения представлены в табл. 50.

Сравнение данных, приведенных в табл. 48 и 50, позволяет заключить, что положение характерных точек профиля стереофотограмметрическим способом по аэроснимкам масштаба 1 : 4000 определяется с точностью, близкой к точности геодезических измерений.

137

Т а С л и ц а 50

Влияние растительного покрова на точность измерения отсто­ яний точек от оси пути незначительно. Дополнительная ошибка определения высот точек, вызываемая растительностью, достигает 0,1—0,15 м, т. е. достаточно ощутима.

При обработке материалов полигона I I отмечено, что точность стереофотограмметрической съемки сохраняется постоянной на всем его протяжении, независимо от степени косогорпости и абсо­ лютной разности отметок.

На втором этапе была выполнена оценка точности подсчета объемов земляных работ для сооружения второго пути по попе­ речным профилям, полученным стереофотограмметрическим мето­ дом. Методика подсчетов и сравнения была аналогична методике,

деления объемов земляных работ по геодезическим и стереофото­ грамметрическим поперечникам практически равны как в пере­ сеченной, так и в равнинной местностях.

Экспериментально было установлено, что стереофотограмметрическую съемку необходимо дополнять натурным обмером верхней части земляного полотна, поскольку точность определения раз­ меров балластной призмы и ширины основной площадки земляного полотна недостаточна для рабочего проектирования. Эти измере­ ния легко выполнить при разбивке пикетажа и нивелировании пути.

Одновременно со съемкой поперечников оператор с пульта коордиметра фиксировал на перфоленте отметки, расстояния, а также исходные данные, необходимые для проектирования попе­ речного профиля на ЭЦВМ: толщину балластного слоя по оси пути у левой и правой бровок насыпи (по данным инженерногеологического обследования), проектное междупутье и проектную

138

разность в %

отметку головки рельса, как показано в табл. 47. Перфоленту, полученную с коордиметра, вводили в ЭВМ «Минск-11» и обраба­ тывали по программе *, решающей следующие задачи:

а) преобразование информации, пробитой на перфоленте, из кода М-2 в код «Минск-11»;

б) определение площади присыпки на каждом пикете и плюсе в соответствии с заданным типом поперечного профиля и катего­ рией грунтов (обыкновенные и дренирующие);

в) определение объемов работ отдельно по каждой категории грунтов иа каждом пикете и суммарного объема для каждого километра и на весь массив в целом.

* Программа составлена игок. A. PL Хвостиком.

139

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ТАБЛИЦА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАСШТАБОВ АЭРОСНИМКОВ

П о я с н е н и я к т а б л и ц е Назначением таблдц является определеппе масштаба аэроснимков суще­

ствующих железных дорог по расстоянию между изображениями нитей рельсовой колен.

Таблицы составлены для масштабов 1 : 2000—1 : 5000. Знаменатели масштабов аэроснимков в плоскости пути вычислены по формуле

где d — расстояние в мм между нитками рельсовой колеи, измеренное на аэро­

снимке.

Расстояние может быть измерено с помощью фотограмметрического угломерного прибора ПСКА или иа стереокомпараторе.

При измерениях прибором ПСКА значение d вычисляется по формуле d = K s i n v ,

где К — величина смещения изображения прпзменной системой прпбора, у — угол, измеренный прибором.

Таблицы вычислены для К = 8,00 мм. В таблицу включены графы 2, 3, 4,

в которых даны отрезки длиной 20, 40 и 100 м, в масштабе соответствующей строки.

Таблица состоит из шести граф, в которых вписаны на каждой строке последовательно (слева направо) знаменатель масштаба, отрезки 20, 40 п 100 м в данном масштабе, расстояние d в угловой и в линейной мерах. По­

следняя графа может быть использована, если расстояние между изображе­ нием рельсовых нитей измерено на стереокомпараторе.

Приращения знаменателей масштабов на соседних строках таблицы

Значения у даны с точностью до целых угловых минут; там, где разность величин у меньше 1', углы выписаны с точностью 0',5; если же она меньше

О',5, то угол выписан с точностью до 0',2.

141