§ 9. Расчет параметров топографической аэрофотосъемки

При проектировании аэрофотосъемки с целью создания топогра­фической карты необходимо произвести расчет ряда основных па­раметров.

На основании заданного масштаба фотографирования 1 : т и фокусного расстояния фотокамеры рассчитывают высоту фото­графирования Н над средней плоскостью съемочного участка по формуле H — fm, а также абсолютную высоту полета над уровнем моря Н_абс = Н+А_ср, где А_ср, = 0,5 (А_max+А_min) — высота средней плоскости, вычисленная по максимальной и минимальной отмет­кам на съемочном участке. При этом отдельные вершины не учитывают.

Базис фотографирования В_х — расстояние, которое пролетает самолет между двумя последовательными открытиями затвора фотокамеры, определяется размером стороны аэрофотоснимка расположенной вдоль полета 1_Х, продольным перекрытием Р_х и масштабом фотографирования:

Расстояние между соседними аэросъемочными маршрутами B_Y определяется размером стороны аэрофотоснимка, располо­женной поперек полета l_y поперечным перекрытием Р_у и масшта­бом фотографирования:

Число аэрофотоснимков в маршруте определяется размером съемочного участка вдоль маршрута D_x и величиной В_x:

Число маршрутов определяется размером съемочного участка поперек маршрутов D_Y и величиной B_Y:

Число маршрутов определяется размером съемочного участка поперек маршрутов D_Y и величиной B_Y:

Отношения Dx/Bx и Dy/B_y округляют до целого в сторону увеличения, независимо от величины дробной части. Один аэро­фотоснимок и маршрут добавляют для обеспечения границ съе­мочного участка. При продольном перекрытии 80 или 90 % до­бавляют 2 или 4 аэроснимка соответственно.

Общее число снимков N=nk.

Интервал фотографирования — временной интервал между двумя последовательными открытиями затвора фотокамеры — определяется базисом фотографирования В_х и путевой скоростью самолета V:

§ 10. Аэрофотосъемочное оборудование

При топографической аэрофотосъемке используют следующее основное съемочное оборудование: аэрофотоаппарат, гиростабилизирующую установку, радиовысотомер, статоскоп, радиодальномерные станции.

В нашей стране наиболее распространенными топографиче­скими аэрофотоаппаратами являются: АФА-ТЭ, АФА-ТЭС, АФА-41, ТАФА. Все фотокамеры имеют формат кадра 18X18 см.

Аэрофотоаппараты АФА-ТЭ (топографический, электриче­ский) выпускаются с объективами, имеющими следующие фокус­ные расстояния: 55, 70, 100, 140, 200, 350 и 500 мм. Фотокамеры АФА-ТЭС — с объективами, имеющими f =50 и 100 мм; АФА-41 — с f=75, 100 и 200 мм; ТАФА —с f = 100 мм. Остаточная дисторсия объективов аэрофотокамер в среднем равна 20 мкм. Разре­шающая способность аэрофотоснимков в среднем составляет 40— 50 мм^-1 в центре кадра и 20—25 мм^-1 на краю. Затворы, в основ­ном, центральные роторного типа с выдержками в пределах 1/80 1/1000 с. Цикл работы фотокамер 2 с.

Выравнивание фотопленки в плоскость на АФА-ТЭ осущест­вляется вакуумным способом, а на АФА-ТЭС, АФА-41, ТАФА — путем прижима к стеклянной пластинке, установленной в фокаль­ной плоскости. На пластинке нанесена сетка крестов с шагом 10 мм, что позволяет учитывать деформацию фотоматериала.

Кроме отечественных аэрофотоаппаратов в нашей стране ис­пользуют зарубежные: MRB и LMK («Карл Цейс Иена», ГДР), RMK («Оптон», ФРГ), RC-10 («Вильд», Швейцария). Формат кадра согласно принятому за рубежом стандарту равен 23X23 см.

Спуск затвора фотокамеры осуществляется электрическим им­пульсом, посылаемым командным прибором (КП). Используют два типа КП: одни выдерживают постоянным интервал фотографирования, другие — число процентов продольного перекрытия. В связи с тем, что при постоянном интервале фотографирования рельеф местности вызывает изменение продольного перекрытия, первый тип КП используют при аэрофотосъемке равнинной и всхолмленной местности. Второй тип КП, который меняет интер­вал фотографирования пропорционально изменению высоты фото­графирования, применяют при аэрофотосъемке горной местно­сти. В настоящее время используется электронный командный прибор (ЭКП), имеющий вычислительное устройство, в которое поступают данные о путевой скорости V носителя аэрофотоаппа­ратуры из доплеровского измерителя скорости и о высоте полета Н из радиовысотомера. Вычислительное устройство рассчитывает отношение V/H, по изменению которого ЭКП с учетом заданного числа процентов продольного перекрытия меняет величину интер­вала фотографирования. Кроме того, производится определение угла сноса и выдается команда на разворот АФА на этот угол.

Аэрофотоаппарат крепится на гиростабилизирующей установке, которая обеспечивает совпадение главного опти­ческого луча фотокамеры с отвесной линией. Установка позволяет получить аэрофотоснимки с углами наклона, не превышающими 1°. При этом 75 % значений углов лежит в пределах 30'. Послед­ние конструкции гиростабилизирующей установки позволяют по командам с ЭКП автоматически разворачивать АФА на угол сноса с точностью 45'.

Радиовысотомер (РВ) измеряет высоту фотографирова­ния согласно зависимости Н=0,5 ct, где с — скорость распростра­нения радиоволны, a t — время прохождения радиоволной рас­стояния от самолета до точки местности и обратно. Значение Я высвечивается либо на круговой шкале, расположенной на экране электронно-лучевой трубки, либо в цифровом виде с помощью индикаторных ламп. Фоторегистратор фиксирует на фотопленке показания РВ в момент срабатывания затвора АФА. Точность оп­ределения высоты фотографирования над равнинной местностью с помощью РВ составляет 1,2 м.

С увеличением рельефа местности показания РВ начинают от­личаться от истинного значения высоты фотографирования и со­ответствуют наклонному расстоянию до ближайшей точки, что требует введения поправки в показания РВ. Для нахождения по­правки используют пару сферических сеток. Левая состоит из концентрических окружностей и параллельных прямых, являю­щихся следами сечения сферы вертикальными плоскостями, па­раллельными оси у. Правая состоит из тех же окружностей, но смещенных вправо вдоль оси х по мере уменьшения их радиусов, а прямые заменены дугами окружностей, радиусы которых увели­чиваются слева направо.

Сетки укладывают на стереопару аэроснимков, и при их сов­местном стереоскопическом рассматривании наблюдатель видит стереоизображение местности и расположенную над ней полусферу, имитирующую фронт радиоволны. Смещением правой сетки относительно аэрофотоснимка можно поднимать и опускать полусферу в пространстве стереоизображения местности и до­биться такого положения, когда она коснется только одной точки стереоизображения, а все остальные точки будут находиться вне полусферы. Точка касания является точкой отражения радио­волны, и показание РВ соответствует расстоянию от самолета до этой точки. Измерив разность продольных параллаксов между главной точкой аэрофотоснимка и точкой отражения радиоволны, вычисляют высоту фотографирования, используя специальные таблицы. Точность определения высоты фотографирования со­ставляет примерно 4 м.

Лазерные высотомеры в настоящее время, в основном, входят в состав аэропрофилографов, которые служат для определения высот точек местности с точностью порядка 1—3 м.

Статоскоп позволяет определить изменение высоты фото­графирования за счет подъема (опускания) самолета на аэрофотосъемочном маршруте. Статоскоп, являясь жидкостным баро­метром, измеряет давление воздуха, а по изменению последнего в дальнейшем вычисляют изменение высоты. Для этого положе­ния уровней жидкости фиксируются фоторегистратором с по­мощью подсветки в момент срабатывания затвора АФА. Точность определения разности высот фотографирования при Н=1—3 км равна примерно 1,5 м. На высотах ниже 1 км в работе прибора увеличиваются ошибки за счет неустойчивости атмосферы, а на высотах свыше 3 км чувствительность прибора уменьшается из-за увеличения разреженности атмосферы.

Описанное аэрофотосъемочное оборудование является обяза­тельным при выполнении топографической аэрофотосъемки. Радиодальномерные станции используют, в основном, при аэрофо­тосъемке труднодоступных территорий в мелких и средних мас­штабах. Принцип работы РДС описан в

§ 11.