1. Класифікація просторової фототріангуляції.

Фототріангуляція - метод згущення опорної мережі на базі фотограмметричних побудов.

Види фототріангуляції:

• аналогова (виконується на аналогових стереофотограмметричних приладах)

• аналітична (виконується на стереокомпараторах, а розрахунки виконуються по формулам аналітичної фотограмметрії)

• цифрова (виконується на ЦФС)

Фототріангуляція називається маршрутною, якщо вона складається зі знімків одного маршруту.

Маршрутна фототріангуляція будується наступними найбільш відомими методами:

• спосіб незалежних моделей.

• спосіб зв’язок

• фототріангуляція з відомими координатами центра проекції.

Спосіб зв'язок. Істотна особливість цього способу складається в одночасній побудові й зрівнюванні фотограмметричної мережі по всіх знімках даного маршруту.

У якості вихідних у способі зв'язувань використовуються рівняння колінеарності, що виражають залежність між координатами точки знімка і координатами відповідної точки місцевості.

Вважаючи, що наближені значення координат точок місцевості й елементів зовнішнього орієнтування знімка відомі, приводимо рівняння до лінійного виду з метою рішення задачі по способу найменших квадратів. Вважається, що елементи внутрішнього орієнтування (фокусна відстань фотокамери і координати головної точки знімка) відомі і визначені з достатньою точністю в результаті лабораторного або польового калібрування аерофотоапарата.

Одне зображення точки мережі дає два рівняння поправок. Отже, загальне число рівнянь поправок :

M=2т

де т — кількість зображень точок мережі.

У маршрутній фототріангуляції кожна точка мережі зображується на двох або трьох знімках і дає чотири або шість рівнянь поправок.

Загальне число невідомих у системі рівнянь поправок :

N = 6n+ 3k,

де п — кількість знімків, використаних для побудови мережі, a k — число обумовлених точок місцевості.

Фотограмметричну мережу можна побудувати, якщо виконується умова :

M>N.

Спосіб незалежних моделей. Для побудови одиночної моделі використовуємо систему координат, вісь X якої сполучена з базисом фотографування, а площина XZ — з головною базисною площиною лівого знімка

Елементами зовнішнього орієнтування кожної незалежної моделі щодо геодезичної системи координат OX_rY_TZ_T служать; координати лівої точки фотографування в системі OX_vY_rZ_r, тобто величини Х_о, Y₀, Z_o; кути ξ , η, θ визначальні напрямки осей координат фотограмметричної системи щодо геодезичної, і масштабний коефіцієнт t.

Наступна модель приєднується до попередньої (визначає елемент зовнішнього орієнтування) по чотирьом зв’язковим точкам,одна з яких є центром проекції S .

Потім визначають координати точок другої моделі в системі координат першої моделі.

Таким способом з”єднують всі моделі,а загальну модель орієнтують відносно геодезичної системи координат по опорних геодезичних точках.

Фототріангуляція при відомих координатах центрів проекцій

У практиці фототріангуляційних робіт трапляються два випадки, коли координати центрів проекцій відомі.

Перший випадок належить до фототеодолітного знімання, в якому координати центрів фотографування відомі з геодезичних робіт. Строго кажучи, тоді відомі координати фотостанції, а координати центра проекції можна визначити при відомих кутових елементах зовнішнього орієнтування та висоті інструмента.

Кутовими елементами зовнішнього орієнтування є: кут α- утворений віссю Хг і проекцією головної оптичної осі фотокамери на горизонтальну площину; ω - кут нахилу фотокамери; к - кут розвороту знімка в своїй площині, причому

α = Α + φ-90˚,

Тут А — дирекційний кут базису фотографування; φ- кут скосу .

При побудові фототріангуляційної мережі способом в'язок для кожної виміряної точки складають два рівняння поправок

Подальше розв'язання полягає у застосуванні МНК, тобто у переході від рівнянь поправок до нормальних рівнянь. Організація обчислювального процесу є аналогічною до тої, що використовується при способі в'язок в аерофото-тріангуляції.

Другий випадок стосується аерофототріагуляції з використанням даних глобальних позиційних систем (GPS). Ці системи дозволяють фіксувати місцерозташування літака чи гелікоптера з точністю від кількох сантиметрів до десятків сантиметрів.

Як відомо, при побудові фототріангуляції способом зв'язок необхідно мати точки, розташовані по периметру блока. Тоді для опорних точок в рівняннях δΧ=δΥ-δΖ=0, тобто поправки для них не визначаються, а при застосуванні МНК задача з побудови мережі має розв'язок.

При відомих лінійних елементах зовнішнього орієнтування опорні точки взагалі не потрібні. Цей на перший погляд парадоксальний висновок, як згаду­валось раніше, отримав наше теоретичне та експериментальне підтвердження. Для повного розв'язання цієї задачі використовуються фотограмметричні зв'язки між знімками, що належать одному маршруту (насамперед зв'язкові точки) та між знімками сусідніх маршрутів (для точок, що лежать в міжмаршрутному перекритті). Геометрична суть задачі витікає з малюнку:

1. Оскільки цей спосіб реалізується винятково в методі аналітичної аерофототріангуляції за строгими формулами, які не накладають жодних обмежень на кути нахилу знімків, то відпадає потреба в гіростабілізуючих установках. Це здешевить вартість аерофотоапаратури.

2. Блокова мережа будується без жодної опорної точки. Це стає особливо цінним при картографуванні недоступних територій, на яких неможливо або дуже важко проводити польові геодезичні роботи з визначення координат опорних точок.

Для високоточного фіксування координат центрів проекцій в польоті доцільно використовувати диференційний режим роботи GPS, коли в районі робіт функціонує базова GPS -станція, а в аеропорту, розташованому недалеко від цього району, встановлена ще одна GPS станція. Така схема дозволяє уникнути невизначеності GPS- визначень та підвищити точність фіксації просторових координат центрів проекцій.

Аналітична блочна фототріангуляція

У блочній або багатомаршрутній фототріангуляції широко використовуються фотограмметричні зв'язки, що існують у кожному маршруті і між маршрутами. Завдяки цьому підвищується точність побудови мережі і відпадає необхідність забезпечувати опорними точками кожен маршрут.

Розглянемо три основних способи блочної фототріангуляції: спосіб зв'язувань, спосіб незалежних моделей і спосіб незалежних маршрутів.

Цифрова фототріангуляція

Фототріангуляцію можна побудувати на аналітичних фотограмметричних станціях. Цифрова просторова фототриангуляція на сьогоднішній день є основним способом згущення опорної мережі, так як цей спосіб має високу продуктивність праці і високу точність.

Цифрову просторову фототриангуляцію можна будувати різними способами. Найбільш розповсюдженими є: спосіб частково залежних моделей, спосіб незалежних моделей, спосіб зв”язок.

Під цифровою автоматичною фототріангуляцією розуміють побудову мережі блочної фототриангуляції без проведення оператором вимірювальних робіт.

Обчислення відбуваються автоматично і супроводжуються діагностичними повідомленнями про перебіг фотограмметричних процесів.

В результаті видається:

• каталог просторових координат точок;

• каталог елементів зовнішнього орієнтування знімків;

• результати оцінки точності.