книги из ГПНТБ / Соколова Н.А. Технология крупномасштабных аэротопографических съемок

К а к видно из

табл . 2,

величины ошибок,

вызываемые

клино-

образностыо

светофильтра

в Г, сравнительно

невелики.

М а с ш т а б ­

ная ошибка

при

0 = 0°

составляет 0,04 мм, а

азимутальная

при

0 = 90° — 0,9'.

Так

как

для

изготовления светофильтров

поставлен

а

6

Рис. 6

допуск

± 1 0 " ,

то

величины

полученных

ошибок

надо

уменьшить в

6 раз. Поэтому

при выдерживании допуска на клинообразность

изготовления

светофильтра

введение

поправок

за

этот фактор

будет

иметь

смысл только

при выполнении особо точных работ.

§

6.

Дисторсия

аэросъемочных объективов

Р а з л и ч а ю т тангенциальную и радиальную

дисторсию. Величи­

на

р а д и

а л ы н о й

дисторсии зависит к а к от

расчета объектива,

так

и от

качества его изготовления. Т а н г е н ц и а л ь н а я

дистор-

сия в основном является результатом ошибок

центрировки

линз

объектива,

но может

т а к ж е являться и следствием неоднородности

оптического

стекла.

Согласно исследованиям,

выполненным В. Г.

личины

с теми

искажениями, которые были получены д л я

клина

с углом

с с = Г ,

видно, что они примерно равны м е ж д у собой.

Поэ ­

симым клинообразиостью светофильтра в Г.

Р а д и а л ь н а я фотограмметрическая

дисторсия влияет как

на

обработку одиночных моделей, так

и на построение пространст­

ли

из-за дисторсии изменятся взаимные

продольные

углы накло­

на

и будут наблюдаться искажения высот

точек, а при

построении

несимметричной радиальной дисторсии при

построении сети мо­

жет появиться «скручивание» илисистематическое

накопление

масштабных ошибок.

Ко всему вышеизложенному следует добавить еще одно со­

ображение . Не всегда наличие значительной

радиальной

фотограм ­

определения

высот.

При

фотографировании местности

в

средних

или

мелких

масштабах

(1:30

000,

1:50

000)

следует

учитывать,

что

для

большинства

объективов

типа «Руссар»

дисторсия аэросъемоч­

ного объектива компенсируется влиянием кривизны Земли .

Определение

фотограмметрической

дисторсии

аэросъемочных

объективов

в настоящее

время в

производстве

выполняется

визу­

альным способом

на

оптических

с к а м ь я х типа

гониометра.

Изме ­

рения производятся

по четырем

направлениям

{х,

у и

две

диаго­

нали

к а д р а )

на

штрихи

эталонной сетки с

интервалом

10

мм

(а

иногда для диагоналей с интервалом примерно

14 мм, равным диа ­

гонали к в а д р а т а

10X10

м м ) . В

результате

измерений

и

вычнсле-

лий определяются так

н а з ы в а е м а я

«полная» и некомпенснруемая

фотограмметрическая

радиальные

дисторсии.

И с к а ж е н и я одиночной модели

в значительной мере определя­

селичппы дисторсии сравнительно

невелики, подсчеты искажений

Р и с

7

можно выполнять

по

уп­

Wl

m

рощенным формулам . Та­

кой способ оценки

геомет­

рических

свойств

аэрофо ­

тоаппаратов

целесообра­

зен еще и потому, что да ­

ет

возможность

опреде­

лять

одновременно и

оп­

Ш

IV

тимальную

область

при-

менения

каждого

прове­

ряемого

аэрофотоаппара ­

та, так как, прибавляя к

радиальной

дисторсии

влияние кривизны

Земли

и рефракции д л я той или

другой

высоты

фотогра­

фирования,

можно

вычис­

лить

о ж и д а е м ы е

искаже ­

ния высот точек местнос­

ти для конкретных усло­

Рис.

вий эксплуатации

АФА.

8

Сначала

по

данным

определения

некомпенси­

руемой фотограмметрической дисторсии строится график

дистор­

сии для всей площади снимка

в позитивном изображении . Д л я

по­

строения такого графика вместо стандартного д л я

определения

дисторсии размещения осей, по которым

производились

измерения

при

калибровке АФА

д л я вида

со

стороны

прикладной

рамки

(рис. 7), на

миллиметровке

наносится

положение

этих

ж е

осей

д л я

позитивного и з о б р а ж е н и я

(рис.

8) и

рядом с

соответствующи­

ми

штрихами

вписываются величины

некомпенсируемой

фото­

щихся

в ведомости (паспорте) .

З а т е м

путем

интерполяции

между

измеренными

величинами

строится

график

д л я всей площади снимка с проведением линий

равной

дисторсии

через 5 мкм. О б р а з е ц

такого графика

д л я одно­

го из

объективов

«Руссар-29» приведен на

рис. 9.

По

графику

определяют величины искажений

б/'э из-за

фотограмметрической

пары .

Д л я тех ж е точек выписываются из

т а б л и ц

или определя­

ются

по

специальному

графику

величины

смещений

точек

сним­

ка из-за

влияния кривизны З е м л и и рефракции

б г 1 ф

[11] .

Д л я

к а ж д о й

точки величины

бгд и brlip

суммируются. Д л я

определения

З а т е м для стандартных точек

3, 4, 5 и 6 вычисляют искажения

абсцисс бх и ординат ду, а т а к ж е

продольных 8р и поперечных 5g

п а р а л л а к с о в, а д л я всех

остальных

точек

только

искажения

абс­

цисс и продольных параллаксов по ф о р м у л а м

дх; = xt ^р-

;

8рі = 8хл. —

г8ха.;

і

'

"

'

(11.11)

(

П Л 0 )

^УІ = УІ-~

,

6?/ = 8ул.

—

8уа.,

где

бг. = Ьг6{ +

6rK p .,

a

rt

= Ух]

+

^? .

После этого вычисляют величины искажений элементов взаим ­

ного ориентирования б т л , 6 т ш бє

и

соответствующие

искажения

разностей

продольных параллаксов

8vx.z

по известным

ф о р м у л а м

2Ьус

2Ьус

(11.12)

бе

2УІ

б р т е = - т ^ б т л - - = - б т

п

- М - б е ,

/Р

/Р

/р

З а т е м вычисленные искажения

продольных

параллаксов

за

дисторсию, кривизну З е м л и и рефракцию

брі и з а искажения

эле­

ментов

взаимного

ориентирования

6pt ,e

суммируют

(2б р = 6 р г +

+ брт,е,

)

и по ним вычисляют искажения

высот точек

стереомоде-

ли

6ft, =

У8Рі.

(11.13)

ь

3,

4, 5 и 6 вы ­

З а т е м

по величинам

б/г на стандартных точках

полняют

горизонтирование

модели

графически

или

аналитически

по формулам

We +

C2tji,

(И. И )

б Л г о р ,

= Со +

где

— вЛа_+_6Ав_

С п =

2

с, =

|

б//цг

+_6А6 _ _

_6Лз_+

%

2

2

•

V .

Со =

бЛИ- 6/ц_ _

6/г5

+

) : 2у,

2

2

Р е з у л ь т а ты подсчета искажений высот точек

стереомодели

из-за

некомпенсируемой

фотограмметрической

дисторсии

(без

учета

влияния

кривизны

Земли

и рефракции)

при # = 1 0 0 0

м, 6 = 70 мм ,

ус— ± 7 0 м м д л я некоторых АФ А с объективами «Руссар-29»

при­

ведены

в т а б л . 3.

Т а б л и ц а

3

Максимальная

Искажения

высот

днсторсия

максимальные

среднеквадратнческпе

объектива

+6rg,

- й г 6 .

см

- б / ' т а х '

6/1т а х ' ^

мкм

мкм

см

5153

+ 2 6

— 18

+ 2 5

—35

1

2900

+ 1 1 , 6

1

8600

3486

+ 2 6

- 1 8

+ 2

—42

1

2400

+ 2 0 , 4

1

4900

5298

+ 2 5

—27

+ 2 1

—54

1

1800

± 2 3 , 5

1

4250

4438

+ 17

—16

+ 2 0

—28

1

3600

+ 12,1

1

8300

2445

+ 1 5

—22

+ 1 0

—20

1

5000

+ 7 , 3

1

13700

2443

+ 2 2

—37

+ 6 7

— 1

1

1500

+ 2 9 , 7

1

3400

величины

дисторсии,

но и от ее «распределения» по снимку. Так ,

например,

минимальные величины дисторсии

были получены д л я

АФА с объективом

№ 4438, а по искажениям

высот он занимает

сот существенно

иные. У А Ф А с объективом

№ 5298

м а к с и м а л ь н а я

дисторсия

почти

т а к а я ж е , ка к у А Ф А с объективом

№

5153, а

искажения

высот в дв а раза

больше.

По характеру искажений высот точек стереомодели из-за дис­

торсии объективы «Руссар-29» при # = 1 0 0 0

м и 6 = 70 м м

можно

разделить на три основные группы:

а) с более или менее одинаковыми величинами

положительных

и отрицательных

искажений

(например № 5153, рис. 10);

б) с преимущественно отрицательными величинами

искажений

(например № 3486, рис. 11);

в) только с положительными величинами

искажений

(например

№ 2443, рис. 12).

Если учесть

что при фотографировании

этими

объективами к

искажениям из-за влияния

кривизны Земли

и рефракции

приба­

верждать,

что объективы группы а) будут д а в а т ь минимальные ис­

к а ж е н и я

высот при фотографировании в сравнительно крупных

ких масштабах; группы в) — только

при фотографировании в

крупных м а с ш т а б а х

(порядка 1:8000),

когда влияние кривизны

З е м л и и рефракции

минимально.

Р и с . 10

Р и с . 11

Следует отметить, что при увеличении

поперечного перекрытия

бенно

д л я снимков, полученных объективами

групп б) и в ) . Так,

если

выполнять крупномасштабную

съемку

АФА с

объективом

№

3486 при поперечном перекрытии 44%, то м а к с и м а л ь н а я величи­

на

искажения высот из-за дисторсии

уменьшится с 42 до 25 см, а

относительная средняя квадратическая с

1:4900 до 1:11000.

Д л я иллюстрации в табл . 4 приведены

результаты

подсчета ис­

кажений высот точек

стереомодели из

-за совместного влияния не-

компенсируемой

фотограмметрической

дистории, кривизны

З е м ­

ли и рефракции

(£> =

70 мм, г/с = 70 мм) д л я тех ж е АФ А с

объек­

Искажения максимальные

Средние

квадратиче-

№

№

Н. м

ские

искажения

п / п

объектива

см

см

б , , т а х : Н

" V с м

,п,-.н

- г 6 / ' ш а х '

- 6 , ' m a x -

1

5153

1000

-І-34

—29

1

2900

+ 11,8

1

8500

2250

+

102

—45

1

2200

35,3

1 6400

2

3500

+

198

—35

1

1800

74,4

1 4700

3486

1000

+ 4

—36

1

2800

15,8

1 6300

2250

+ 3 4

—60

1

3800

22,0

1

10 200

3500

+ 9 4

—58

1

3700

28,3

1

12 400

3

5298

1000

+ 3 0

—48

1

2100

21, 2

1 4700

2250

4-90

—89

1

2500

44, 8

1

5000

4

3500

+

174

— 117

1

2000

77,2

1 4500

4438

1000

+ 2 9

—22

1

3400

10,2

1

9800

5

2445

1000

+ 2 0

— 15

1

5000

8,0

1

12 500

6

2443

1000

+ 7 8

—2

1

1300

35,6

1 2800

2250

+ 2 0 0

—4

1

1100

95,5

1

2400

И з

табл .

4 следует,

что д л я

крупномасштабных

съемок оп­

тимальные

результаты

можно

будет

о ж и д а т ь

при определе­

нии

высот

по

аэроснимкам,

полученным

А Ф А с объектива­

ми

№

5153, 4438 и 2445. АФ А

с объективом № 3486 наиболее

подходит

дл я

фотографирова ­

ния

в м а с ш т а б а х

1 : 30 000 —

1 : 60 000. Объективы

№

5298

и 2443 следует

считать

непри­

годными

и п о д л е ж а щ и м и

заме ­

не

(что и было

сделано) . Н а

рис. 13 и

14 приведены

графи ­

ки

искажений

высот

точек

местности из-за совместного

влияния

дисторсии,

кривизны

Земли

и рефракции

д л я сним­

ков, полученных

АФ А с объек­

тивами

№

5153

и

3486 при

Я = 2 2 5 0 м, 6 = 70 мм.

Вывод, который надо сде­

лать из данных, приведенных в

табл . 3 и 4, заключается

в том,

что

и с к а ж е н и я

высот,

вызыва­

емые некомпенсируемой

фото­

грамметрической

дисторсией

аэросъемочных

объективов

щих влияние всех остальных источников ошибок

фотограмметриче ­

ских определений. Поэтому д л я

повышения точности фотограммет ­

рических определений высот в

первую очередь

необходимо т щ а -

точности

стереотопографической съемки.

В связи с установкой в АФА новых координатных меток в оп­

тической

лаборатории Ц Н И И Г А и К были проведены определения

нологической лаборатории были подсчитаны о ж и д а е м ы е

величины

искажений высот только из-за дисторсии и

за

совместное

влияние

дисторсии, кривизны Земли и рефракции

д л я

стандартных

ус­

ловий

Я = 1 0 0 0

м,

Ь = 70

мм,

у0 — 70

мм.

Результаты

этих

подсчетов

приведены

на графиках

рис. 15

и 16, на которых кри­

в а я

1

—

искажение за дисторсию

(59 шт.),

кривая 2

—

дисторсия

(50

шт . ), кривая 3 — дисторсия,

кривизна З е м л и

и

рефракция

(50

шт . ) . Н а рис.

15

по оси

абсцисс даны

величины

о ж и д а е м ы х

Н а рис.

16 дан график функции распределения искажений вы­

сот. По оси

абсцисс отложены величины относительных средних

шали 1 :6000 от Н, то надо отбраковать

около

25%

от имеющихся

АФА. Если учесть совместное

влияние дисторсии, кривизны

З е м л и

и рефракции, то отбраковке

будут подлежать

около 20%

АФА .

В этом случае в среднем относительные

величины

искажений вы­

сот из-за влияния вышеперечисленных

факторов

будут

равны

1:8000 от

Я .

Такие

ж е данные были получены для

ряда

АФА с fh = 100 мм.

кривая

J — только дисторсия (28 шт . ),

кривая

2 — только дис-

торсия

(24 шт . ), кривая 3 — дисторсия, кривизна

З е м л и и рефрак ­

ция (24 шт . ) . Н а графиках видно, что д л я

подавляющего количест- ,