А^нзп = Т1и cos otn; |
А Гнз„ = Т1и sin а„; |
(125) |
|
А^кзп = Т2п cos а„; |
А УКЗл = T2n sin а„; |
(126) |
|
^НЗп = Х\тп + Д^НЗи ? |
^КЗп= |
Yyrn + АГНз„; |
(127) |
Хугп + Д ^ К З п'•>^ К З л — |
Уугп + АГКз„. |
(128) |
|
Началом расчета пикетажа считается начальная |
точка |
||
трассы со значением ПК = 0 или конец предыдущей |
кривой. |
||
Отрезки прямых между концом предыдущей кривой и началом последующей кривой вычисляют по координатам:
din= у/(^нзп +1 ~~ ^кзп)2 + (^нзл +1 ~~ ^кзп)2 > |
(129) |
а расстояния между смежными переломными точками трассы на прямых участках, по формуле
di =y/(Xi+1-Xt)2+{Yl |
+ l-Yi)2 |
. |
Пикетаж переломных точек трассы, расположенных на |
||
прямых, рассчитывают следующим |
образом: |
|
ПКЫ=ПК K3n + Zdin. |
(130) |
|
Для начальной точки прямолинейного отрезка трассы считается ПК К3 = 0 (пикетаж конца предыдущего закругления). Последней точкой, получающей пикетажное значение, в данном определении является точка начала последующей кривой. Ее пикетаж ПК НЗи+1 будет исходным для дальнейших расчетов пикетажа по кривым следующего закругления. Пикетажное значение вершины последующего угла поворота трассы будет
ПК Уг(п+ 1) = ПК H3(/i+l) +Т1 (л+1). |
(131) |
Общий контроль всех вычислений на трассе осуществляют по следующим формулам:
^тр = Щ* + £L012(и) 9 |
|
|
|
|
(132) |
^тр= |
~~ Ш |
'•> |
1у = аи-ос0; |
(133) |
|
(19 + 2 ^ + i p 2 ) - |
(2e' + 2pi + Spi) = Zy. |
(134) |
Г л а в а 10
АЭРОФОТОТОПОГРАФИЧЕСКАЯ СЪЕМКА МЕСТНОСТИ
§55. ВИДЫ ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
Всостав работ по аэрофототопографической съемке местности входят аэрофотосъемка, планово-высотная привязка снимков,
5* |
131 |
топографическое дешифрирование, фотограмметрическое сгущение планово-высотного обоснования, рисовка рельефа местности, трансформирование аэроснимков, составление топографического плана или фотоплана.
Методы комбинированного трассирования дорог предусматривают выполнение одной части работ по стереомодели местности с применением различных фотограмметрических приборов, а другой части — по фотоснимкам в поле с использованием геодезических приборов для съемки и рисовки рельефа.
Основоположник комбинированных методов профессор Н. М. Алексапольский рекомендовал использовать их при различных топографических работах. Так, еще в период первых пятилеток, они успешно применялись для трассирования дорог по аэрофототопографическим планам, созданным на базе комбинированной фототопографической съемки путем создания камерально на основе фототрансформирования фотопланов с рисовкой рельефа в поле с помощью мензулы. В настоящее время с развитием геодезического приборостроения создают разнообразные виды тахеометров, в том числе и автоматизированные электронно-оптические на микропроцессорных ЭВМ, позволяющие успешно использовать крупномасштабные комбинированные съемки в наиболее сложных геологических и топографических условиях местности.
Полевые работы целесообразно выполнять тахеометрами с микропроцессорной ЭВМ или оптическими теодолитами, а вычисления вести на миниЭВМ или программируемых микрокалькуляторах. В процессе измерений осуществляют полевую привязку фотоснимков и полевое дешифрирование с геофизическими определениями и буровыми работами по уточнению почвенно-грунтовых характеристик. При обилии контуров полевые измерения высот выполняют наведением визирного луча непосредственно на опознаваемый контур с определением расстояния по аэрофотоснимку в масштабе 1 : т размещения определяемой точки. В этом случае превышение hn и приращения координат Ахп и Ауп определяют по формулам:
h„ = dntgv + i;
A*„ = 4,cosa„; Ayn = dn sina„,
где dn = lnmn\ ln — расстояние по аэроснимку; v — угол наклона; i—высота прибора; ап — дирекционный угол направления на определяемую точку. Координаты точки вычисляют по формулам:
ХЙ = Х0 + АХН, Yn=Y0 + AYn и Zn = Z0 + A„.
Дешифрирование фотоснимков производят в поле с обследованием всех основных объектов местности. Съемку рельефа и рисовку горизонталей ведут общепринятыми методами тахеометрической съемки. В сложных условиях целесообразно ис-
132
пользовать тахеометры типа ТЭ с автоматизированной записью результатов на магнитную ленту или тахеометры Та 3 СССР и Рекота (ГДР) с вычислением на микропроцессорах результатов измерений и специальных определений, а также на номограммных тахеометрах типа 2ТН со столиком «Карти» или на мензуле с кипрегелем. Укладку трассы по фотоснимкам производят под стереоскопом.
Стереофотограмметрическая съемка предусматривает производство всех основных работ в камеральных условиях. Полевые работы включают лишь планово-высотную привязку аэроснимков и частичное их дешифрирование на участках-эталонах.
При аналитической съемке в поле создают редкую сеть планово-высотного обоснования и дешифрируют контуры на участках-эталонах. На стереокомпараторах измеряют координаты точек аэроснимков, которые затем на ЭВМ переводят в геодезическую систему координат. С помощью координатографов или графопостроителей составляют топографические планы местности.
Стереофотограмметрическую и аналитическую съемки применяют во всех условиях местности с ясно выраженными формами рельефа. Большое значение в инженерных аэрогеодезических работах имеет стереофотограмметрическое нивелирование точек местности. Наиболее точно фотограмметрическое нивелирование и стереофотограмметрическую съемку местности производят на универсальных фотограмметрических приборах.
§ 56. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Аэрофототопографические съемки могут производиться дифференцированным способом на нескольких фотограмметрических приборах (фототрансформаторах, стереометрах, стереокомпараторах) и на универсальных стереоприборах.
К универсальным фотограмметрическим приборам относятся такие, на которых возможно выполнение всех камеральных процессов аэрофототопографических съемок. При изысканиях автомобильных дорог на них могут быть успешно выполнены: пространственное трассирование и фотограмметрическое нивелирование трассы, определение координат различных точек местности, съемка контуров и рельефа притрассовой полосы местности и др. Это — наиболее точные приборы. Некоторые из них позволяют получать не только графическое, но и фотографическое изображение местности в ортогональной проекции — ортофотоплан.
Универсальные приборы делят на приборы оптического проектирования, в которых пучки проектирующих лучей образуются потоками световых лучей, проходящих через идентичные точки аэрофотоснимков в направлении экрана; приборы механического проектирования, в которых направления проектирующих лучей создаются специальными высокоточными стержнями
133
Рис. 68. Стереопроектор |
СПР-3: |
|
|
|
/—карандаш; 2 — штурвал х; 3 — счетчик |
v; 4— проектирующие рычаги; |
5 —объектив; 6, 7 — коррекцион- |
||
ное устройство с винтами а и |
со; 8 — снимкодержачель; |
9 — бинокуляр; 10 — штурвал Fnp; II— счетчик- |
||
высот; /2—счетчик у\ 13— штурвал у: |
— планшет; |
/5 —штурвал z |
|
|
(рычагами), занимающими в пространстве положение, соответствующее пересечению одноименных проектирующих лучей в точках построенной модели местности (стереографы, стереопроекторы и др.); приборы оптико-механического проектирования, у которых связки проектирующих лучей оптические, а модель местности строится при помощи пространственных или плоскостных механизмов; приборы аналитического типа, у которых положение точки определяется аналитически с использованием электронных вычислительных машин. В СССР наибольшее распространение получили приборы механического проектирования — стереопроекторы, стереографы, стереометрографы.
Стереопроектор СПР-3 является универсальным фотограмметрическим прибором для обработки аэрофотоснимков форматом 18x18 см с преобразованием связок проектирующих лучей (рис. 68). Его работа основана на построении засечек точек с неподвижных центров проектирования с помощью высокоточных рычагов.
134
Поправки за смещения точек, вызванные наклонами снимков, вводятся автоматически специальными коррекционными устройствами. Стереопроектор СПР-3 имеет опорную раму и станину. На станине размещены направляющие каретки ординат, перемещающиеся штурвалом у. По каретке ординат штурвалом х перемещается каретка абсцисс. При штурвалах * и у установлены счетчики координат. Базисная каретка, которая является кареткой высот, перемещается ножным штурвалом. Перемещение фиксируется счетчиком высот и шкалой высот фотографирования. Суппорт карандашного устройства скреплен с кареткой абсцисс. Он находится над экраном и может подниматься и опускаться с помощью педали. Передвижение базисных суппортов отсчитывается по шкалам bx, Ьу и bz. Каретки аэроснимков размещены на общей каретке, перемещающейся с помощью проектирующих рычагов, связанных с концами коррекционных устройств и с винтами децентраций. Верхние части кареток могут вращаться вместе со снимкодержателями. Каретка фокусных расстояний перемещается вертикально на величины, отсчитываемые по специальной шкале.
Проектирующие рычаги проходят через скользящие шарниры, соединенные с каретками фотоснимков и каретками фокусных расстояний. Нижний конец левого проектирующего рычага связан с суппортом движения Ьу, нижний конец правого проектирующего рычага — с суппортом движения Ьх, а направляющие этого суппорта находятся на суппорте движения bz. Коррекционные механизмы приводят результаты измерений наклонных фотоснимков к случаю горизонтальной аэрофотосъемки, они воздействуют на объективы оптической системы прибора. Установка коррекционных устройств на приведенные углы а, (о, а' и со' производится с помощью рукояток. Приборы могут также работать в соединении с координатографом.
Стереографы СЦ-1 и СД-3 — это универсальные приборы, предназначенные для стереофототопографической съемки местности. Они работают с преобразованием связок проектирующих лучей и снабжены специальными коррекционными устройствами, автоматически устраняющими остаточные поперечные параллаксы и деформацию образующейся модели местности в каждой наблюдаемой точке. В стереографе СД-3 на неподвижных центрах проектирования с помощью высокоточных рычагов, направленных вдоль проектирующих лучей, производится механическая засечка каждой точки. Прибор имеет две коррекционные плоскости, которым придают наклоны на преобразованные углы наклона аэрофотоснимков. В эти плоскости упираются рычаги прибора. При такой установке плоскостей непрерывно изменяется фокусное расстояние проектирующих камер и трансформируются абсциссы и ординаты точек.
Стереограф СД-3 (рис. 69) имеет станину с направляющими, по которым штурвалом у перемещается каретка ординат. На этой каретке перпендикулярно к ее направляющим расположены
135
Рис. 69. Стереограф |
СД-3: |
|
|
|
/ — штурвал лг; 2 |
—винты наклона проектирующих |
плоскостей на углы а и со; 3 — коррекционная плоскость |
||
левого снимка; 4 |
—базисная карегка; 5— центры проекций; 6 — проектирующие рычаги; 7—счетчик высот; |
|||
8 — оптическая |
система; |
9—снимкодержатель; |
10—фиксирующее |
устройство; // — координатограф; |
12 — штурвал v |
|
|
|
|
направляющие каретки абсцисс, перемещаемой с помощью штурвала х. Около штурвалов х и у расположены счетчики абсцисс и ординат со шкалами. На каретке абсцисс расположены взаимосвязанные системы дифференциальных кареток осей
х\ У» у' и фокусных расстояний AF и AF'. Перемещением базисной каретки с помощью ножного штурвала через проектирующие рычаги смещают дифференциальные каретки со сним-
кодержателями на |
значение поправки |
за рельеф местности. |
||
В системе прибора имеется прикрепленный к станине |
||||
механизм коррекционных плоскостей А;а, ка>, к^ и |
с |
микро- |
||
метрами и базисное устройство. Оно установлено на базисной |
||||
каретке, которая |
имеет салазки с |
винтами bx, |
Ьу |
и bz. |
Перемещение базисной каретки по вертикальным направляющим фиксируется шкалой и счетчиком высот.
Бинокуляр прибора имеет увеличение 4—7х . В нем создается изображение измерительной марки и содержится система децентрации аэроснимков. В последней наводящими винтами производится перемещение объективов вдоль оси абсцисс для введения продольной децентрации снимков и перемещение призм по оси ординат для поперечной децентрации снимков. Прибор снабжают пантографом с переменным увеличением от 0,5 до 2,5 раз. Чертежное устройство на планшете вычерчивает контуры и горизонтали, соответствующие проводимым на модели маркой прибора.
136