Рис. 51. Регистрирующее устройство для фотограмметрических приборов:

1 — стереокомпаратор: 2 —блок управления; 3—дисплей; 4—координатограф

точки, световое табло и автоматическое регистрирующее устройство для ввода измеряемых координат и параллаксов в ЭВМ. Такие приборы обеспечивают измерения координат со средней квадратической ошибкой 1 мкм и обладают по сравнению с обычными приборами значительно большей производительностью.

Автоматизированные стереокомпараторы регистрируют результаты измерений на магнитной ленте или перфоленте, подготовленной для непосредственного ввода в ЭВМ. Такая регистрация позволяет избежать трудоемкий процесс считывания координат со счетчиков стереокомпаратора. Автоматическую запись отсчетов фотограмметрических приборов ведут также с помощью регистрирующего устройства на микропроцессорный ЭВМ «Онега-2» (рис. 51).

Г л а в а 7

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ФОТОТРИАНГУЛЯЦИЯ

§ 35. МЕТОД ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОТОТРИАНГУЛЯЦИИ

Метод аналитической пространственной фототриангуляции успешно используется не только для сгущения геодезической опорной сети, но и является основой создания цифровой инженерной модели местности для автоматизированного проектирования различных линейных сооружений (дорог, мостовых переходов, аэродромов и др.).

Для получения на фотоснимках в камеральных условиях координат связующих и геодезических опорных точек, используют пространственную фототриангуляцию (аналитическую и аналоговую). Построение аналоговой фототриангуляции ведут на универсальных фотограмметрических приборах, а аналитической — на стереокомпараторах и электронных вычислительных машинах.

89

Развитие аналоговых пространственных фотограмметрических сетей на универсальных приборах состоит во взаимном ориентировании фотоснимков, создании одиночных моделей, их соединении через связующие точки, расположенные в зоне тройного перекрытия в общую модель, внешнем ориентировании модели по геодезическим координатам опознаков и определении геодезических координат точек сгущения сети.

Пространственная фототриангуляция может выполняться на различных фотограмметрических приборах (стереопроекторах СПР-3, стереографах СД-3 или ЦС-1, стереометрографах и др.).

Аналоговая пространственная фототриангуляция на универсальных приборах может успешно сочетаться с аналитической на ЭВМ. На универсальных фотограмметрических приборах создают из стереопар независимые модели, которые с помощью ЭВМ объединяют в общую модель с последующим внешним ориентированием ее по опорным точкам (опознакам).

Современные возможности построения пространственной фототриангуляции позволяют одновременно выполнять привязку аэроснимков. В результате создают густую сеть планово-вы- сотного обоснования. В ней полевое обоснование включает небольшое число опознаков на площади аэрофотосъемки. Оно недостаточно для образования в пределах каждой стереопары в определенном масштабе нормально ориентированных в пространстве моделей местности. Для сгущения и построения внешне ориентированных моделей, обычно используют аналитическую фототриангуляцию. Аналитическая фототриангуляция обладает наиболее высокой точностью и производительностью по сравнению с другими способами сгущения обоснования.

При изысканиях линейных инженерных сооружений ее строят раздельно по каждому прямолинейному аэрофотосъемочному маршруту, а при проектировании мостовых переходов и аэродромов со многими параллельными друг другу маршрутами — отдельными секциями (блоками). В каждом таком маршруте или блоке определяют необходимое число опознаков (обычно пять), обеспечивающих заданную точность производства работ.

В задачу аналитической пространственной фототриангуляции входит обеспечение надежным фотограмметрическим обоснованием аэрофототопографических и специальных аэрогеодезических работ, выполняемых в процессе инженерных изысканий транспортных сооружений и создание рациональной цифровой инженерной модели местности. Технология создания цифровой модели включает: сбор исходной информации о топографии, геологии и гидрологии местности, о их своеобразных явлениях и условиях с возможной автоматизацией такого сбора, привязки отдельных (бъектов и условий к опорной геодезической сети, построения точек цифровой модели с их пространственными координатами и технико-экономическими и ландшафтно-при- родными характеристиками, необходимыми для оптимального проектирования транспортных сооружений.

90

Построению сети на ЭВМ предшествуют подготовительные работы по составлению проекта сети сгущения, изготовлению диапозитивов, определению разностей высот полета из показаний статоскопа, поверке стереокомпаратора и определению мест нулей его шкал, подготовке стандартной исходной информации и др.

При изысканиях инженерных сооружений аналитическая фототриангуляция является лишь частью многих аэроизыскательских работ, выполняемых на цифровых инженерных моделях местности. Поэтому ее выгодно соединять с другими в одно общее комплексное решение ряда проектно-изыскательских задач по пространственному аналитическому трассированию линейных сооружений, определению положения и величин проектных элементов плана и профиля оптимального варианта трассы.

Конечной целью аналитических фототриангуляционных работ является вычисление геодезических координат всех точек трассы hn местности, составление ЦИММ и сгущение опорной сети планово-высотного обоснования аэрофотоснимков.

§ 36. СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОТОТРИАНГУЛЯЦИИ

Аналитическая пространственная фототриангуляция делится на маршрутную и блочную (многомаршрутную). Первая используется для сгущения опорной сети вдоль дорожной трассы и других линейных сооружений, а вторая — на мостовых переходах, участках проектирования аэродромов, дорог с серпантинами.

Маршрутная аналитическая фототриангуляция может развиваться способом частично зависимых моделей, соединяемых в общую модель, способом полностью независимых моделей, также соединяемых в общую модель, или способом связок, т.е. построением общей модели одновременно по всем аэроснимкам маршрута. Каждая технология заканчивается внешним ориентированием общей модели относительно геодезической системы координат секциями по 4—5 опорным точкам (опознакам), по возможности равномерно расположенным в каждом маршруте или блоке.

Геодезические координаты определяемых точек могут использоваться как для сгущения планово-высотного обоснования, так и для создания цифровой инженерной модели местности в пределах снимаемого участка, для решения ряда специальных инженерных задач.

Способ частично зависимых моделей. После определения угловых элементов взаимного и внешнего ориентирования аэрофотоснимков (§ 32, 33) с вычислением направляющих косинусов аэрофотоснимков каждой стереопары и направляющих косинусов базиса фотографирования (его дирекционного угла т и угла наклона v) производят определение трансформи-

91

рованных координат всех точек стереопар (стандартных точек и точек цифровых инженерных моделей местности):

	x 0 1 , —	J К	•Ki+^i-Ki-^i//		(72)
	Уо1=~Л	bliXl+b2lyl-b3lfK
		:	cllxl-bc2lyl-c3lfK'
		fal2x2	+	a22y2-a32fK
	X02{= —Jk		;	c22y2-c32fK
		cl2x2	+		(73)
	„ _	/• ь иХ2 + Ь22у2-ЬЪ2/к
	У02: — ~J К			С22у2-СъЛх
		' СцХ1 +
	По ним устанавливают величины базисов фотографирования:
	g _ H2i(X0li	~Х02}	) + Н1.(х012 — Х022		)

12 / к c o s v COST

иприращения координат между левой и правой точками фотографирования:

Вх	= 5. cos v cost; Bv	=В{cos	v sin т; Вт = 5 , sin v.
	yi	1	i

По ним находят:

=

ZS2 = ZSl+Bz.

(75)

Далее устанавливают масштабный коэффициент Nt и вычисляют приращения координат точек стереомодели относительно левой точки фотографирования

(76)

AX, = NiXot;

Ayi = Niyoi;

A Z , = - N J „

( 7 7 )

а также фотограмметрические координаты точек модели

X^Xst

+ AXi

Yt = Ysi + Ayi9 Z ~ Z S i + AZt.

( 7 8 )

Для соединения отдельных моделей стереопар в одну общую по приращениям координат между всеми связующими точками предыдущей п и последующей п + 1 стереопар (77) устанавливают масштабные коэффициенты связи:

v

—Y АХ, - Вх

_

A Yi - Ву

_

AZ, - Bz

.

Из всех полученных значений находят средние весовые масштабные коэффициенты

	л	п	п
	I.KXPx+j:K,P,+J:KXPZ
Кп = Кп_,	1	„ '„	^	,	(80)
		Ър1 х+Ъру1 + Т.р1 х
где рх, ру и р2 — весовые	коэффициенты			связующих	точек.

92

По установленному коэффициенту вычисляют фотограмметрические координаты правого центра стереопары:

=	а-1) +	Bxi;	YSi =
ZSi = ZS(i_1) +		^ B z i	(81)

© 0п1	0п4 ©
	©ОпЗ
© 0п2	0п5 0

б

и фотограмметрические	ко-	©	©	©	©	©
ординаты точек сгущения и
ЦИММ:		©	©	©	©	©
х^х^+к^х,-		А				А
Y - Y v + KiAYr	(82)Рис. 52. Схема размещения опознаков для
Z; = Zsi + Ki AZ,.	маршрутной		(а) и блочной (б)		фототриангу-

Такие расчеты выполня-ляции ют по всем стереопарам аэрофотосъемочного маршрута.

Для связующих точек, являющихся общими для смежных аэроснимков, из двух полученных значений координат берут среднее. Одновременно определяют расхождения в значениях координат связующих точек, рассчитанных по смежным аэроснимкам.

Геодезические координаты устанавливают для всех точек маршрута по координатам пяти опознаков (рис. 52, а). Расчеты начинают с определения коэффициента редуцирования маршрутной сети. Его определяют дважды по координатам четырех опознаков, взятых парами (пары 1—5 и 2—4). Они расположены в каждом маршруте приблизительно стандартно. В расчете участвуют геодезические и фотограмметрические координаты одних и тех же опознаков.

За окончательное значение принимают среднюю величину

Л*0п		^Оп2 )'•>
А^оп =	2 ( ^Оп 5	(83)
AZ0n =	2^0П5	^Оп2 )>
AXV- = ^гОп5 ~^rOnl + ^гОп4— ^гОп2'
АУГ =	^rOnl + ^гОп4~	(84)
AZr = ^гОп5 — ^гОп! + ^гОп4—^гОп2
(второй расчет ведут для опознаков 2 и 4).
Затем находят
D't		(85)
	= y/AX'02n + AY'02n + AZ'02n

93

				гОп	/Ci /~\
	D; = у/АХ'Ль + АК'гОп + AZ ;20п				1 j
и коэффициенты	редуцирования:
			/>гср + ^гср>		( 8 7 )
			^фср + ^^ср
За начало редуцирования принимают опознак.
Тогда
	А^n =	(^Опп — ^Оп 1 ) Гр»
	Д П Ч ^ о п п - Г о ш К ;				(88)
	AZ„ = (ZQnn — Z0lI 1 ) rp,
где индекс п — номер опознака (2, 3,4				и 5). Получив для	всех
точек сгущения	приращения		координат
	АХ		Xonl )	Р'
	А У
		НУ	- l o n i ) ^ ;		(89)
	AZ	=(z ~~ ZQn ! ) Гр,

определяют поправки к высотам точек за наклон и деформацию модели из системы уравнений, составленной для опорных точек:

°ZQnn	=	ZTOnn -	(ZrQnn	+	A Z Ьп„);		( 9 0 )
AX'2 Ci+AY'2	C2	+ AX'22	C3 + AX2		АУ2 C4 = aZGn2;
А^з C\ + АУ3 C2		+ AX'32^	C3 +АЛ'з АУ З C4 = aZ0 n 3 ;
AZ4 Q + ДГi C2 + AX'*			C3 + A^r; A Y'4C4			= aZ0 n 4 ;	1 j
AX 5 Ct + A Y 5 C2 + АХ И C3 + AA"5 А У'5 C4 = aZ0 n 5 .
По полученным значениям C\, C2, C3						и C4 находят
высотные поправки для всех точек сгущения
gZ\ = AX\Cx+AY\C2			+ AX\	C3 + AX\AY\C4.			( 9 2 )
Определение отметок и геодезических координат точек ведут
по формулам:
	ZH = Zr 0 n + AZ;-faZ;;
	XTi = AX\-A z ; c i ;						(93)
	y r i = A y ; - A z ; c 2 .

В качестве опознаков могут быть взяты не только опорные точки полевой подготовки аэроснимков, но и точки камерального (картографического) планово-высотного обоснования, если они по точности удовлетворяют предстоящим работам. Получение координат камеральных опознаков с карты должно выполняться при допустимом удалении их друг от друга.

94