3. Виды фототеодолитных сьемок
В зависимости от положения снимков стереопары относительно базиса различают пять основных видов фототеодолитных съемок: нормальный, равноотклоненный, равнонаклоненный, конвергентный и общий.
Рис. 9. Виды фототеодолитных съемок:
а- нормальный; б-равноотклоненный; в-конвергентный
При нормальной съемке главные лучи левого и правого снимков горизонтальны и перпендикулярны к базису фотографирования (рис. 9, а), при этом выдерживается равенство:
φ1 = φ2 = ω1 = ω2 = χ1 = χ2 = 0
При равноотклоненной съемке главные лучи горизонтальны и параллельны между собой, но составляют с базисом некоторый угол, отличный от 90° (рис. 9, б), при этом
φ1 = φ2 # 0; ω1 = ω2 = χ1 = χ2 = 0
Обычно принимают φ1 = φ2 = 31° 30'.
При равнонаклоненной съемке главные лучи перпендикулярны к горизонтальной проекции базиса, но наклонены к горизонту на один и тот же угол, при этом
φ1 = φ2 = χ1 = χ2 = 0; ω1 = ω2 # 0
При конвергентной съемке главные лучи горизонтальны, но не параллельны один другому (рис. 9, в), при этом
φ1 # φ2 ; ω1 = ω2 = χ1 = χ2 = 0
И, наконец, при общем случае съемки главные лучи занимают произвольное положение относительно базиса фотографирования и относительно друг друга, при этом
φ1 # φ2 ; ω1 # ω2 ; χ1 # χ2
Из перечисленных пяти возможных видов фототеодолитных съемок наиболее часто применяют нормальный и равноотклоненный виды съемок, и значительно реже равнонаклоненный и конвергентный, при этом равнонаклоненный вид съемки обычно применяют в пересеченной и горной местности в комбинации с нормальным и равноотклоненным видами.
Конвергентный вид используют для увеличения взаимного перекрытия снимков, при большой длине базиса фотографирования.
0бщий вид съемки, чрезвычайно сложный в обработке, применяют лишь при условии обязательного использования универсальных стереофотограмметрических приборов или компьютерных фотограмметрических систем для обработки результатов измерений.
4. Определение координат точек местности по стереопарам
Рассмотрим наиболее распространенные нормальный и равноотклоненный случаи фототеодолитных съемок.
На местности с точек базиса S1 и S2 выполнена фототеодолитная съемка нормального вида, т.е. когда оптическая ось фотокамеры горизонтальна, и перпендикулярна горизонтальной проекции базиса.
Учитывая, что фотограмметрическая система координат имеет своим началом точку S1 (рис.10, а), координаты любой точки местности Io будут равны Хi, Yi, Zi, а координаты ее изображения на левом снимке стереопары — хi1, zi1 и на правом снимке — хi2, zi2
Рис. 10. Схемы определения координат точек местности для случаев фототеодолитной съемки: а-нормального; б-равноотклоненного
Как следует из рис. 10, а, по измеренным координатам соответствующих точек на снимках стереопары можно определить фотограмметрические координаты этих точек местности. Действительно, если провести из точки базиса S1 прямую, параллельную линии S2 I0 , то из подобия треугольников Δ I0΄ S1 I0 и Δ i0΄ S1 i1 получим
,
откуда
(3)
где fк — фокусное расстояние объектива; В — горизонтальная проекция базиса фотографирования; рi = хi1 — хi2 — продольный параллакс.
Аналогичным образом из рис. 10, а следует
,
откуда
.
(4)
И наконец, определяем фотограмметрическую высоту точки
откуда
.
(5)
При равноотклоненной фототеодолитной съемке оптические оси фотокамеры в точках фотографического базиса S1 и S2 отклонены от горизонтальной проекции базиса В на угол φ (рис.10,б). Очевидно, что результаты съемки будут идентичны, если выполнить съемку нормального вида с точек S1 и S2΄ базиса В'. Тогда из формул (3) — (5) следует
;
;
(6)
Из рис. 3, б следует, что
S1S2" = В cos φ и S2" S2 = В sin φ.
Учитывая, что треугольники Δ S2O2i2 и Δ S2S2" S2 ' подобны, находим
Таким образом, общая длина горизонтальной проекции базиса В' определится
.
(7)
Подставляя выражение (7) в формулы (6), окончательно получим зависимости для вычисления фотограмметрических координат точек местности для случая равноотклоненной фототеодолитной съемки местности
(8)
Зная геодезические координаты YS1, XS1 и ZS1 первой точки базиса S1 и дирекционный угол базиса αb, используя правило поворота координат, легко определить геодезические координаты снимаемых точек
(9)
Аналогичным образом могут быть получены расчетные зависимости дня вычисления координат точек местности и для других видов наземной фотограмметрической съемки.