6.1.1 Стереопроектор г.В. Романовского.

1.Стереопроектор (СПР-3) предназначен для создания по аэрофотоснимкам топографических карт масштабов 1:25000, 1:10000 и крупнее. Проектирование и пространственная засечка в СПР-3 осуществляются механически проектирующими рычагами, а фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков происходит в условиях преобразования связок проектирующих лучей, замененных проектирующими рычагами.

Рис. 6.1.1.

Стереопроектор Г.В. Романовского.

СПР-3 позволяет создавать карту по аэрофотоснимкам формата 18*18 см, полученным аэрофотоаппаратами с фокусными расстояниями камер в пределах 200-55 мм, если углы наклона фотоснимков соответственно не более 10-3°, а соотношение масштабов фотоснимков и карты колеблется в пределах 0,5-2,0.

Точность карты, полученной на СПР-3, характеризуется погрешностями: – не более Н/3000; проведения горизонталей – не более Н/1000положения точек в плане – не более 0,1мм; определения высот отдельных точек.

Стереопроектор – крупногабаритный прибор, высота которого около 2 м, а площадь основания 1*1 м. Его внешний вид показан на рис.6.1.1. рассмотрим схему устройства стереопроектора (рис. 6.1.2.).

Рис. 6.1.2.

Схема устройства стереопроектора.

Посредством рабочих движений Y1, Z2 и X3 перемещается вдоль одноименных осей прибора каретка высот 4, несущая счетчик высот. Эти движения вызывают перемещение фотоснимков относительно наблюдательной системы, что позволяет осуществить стереоскопическое наведение измерительной марки на точки модели. Наблюдательная система содержит объективы 9 и 10, перемещающиеся под действием корректоров, основные конструктивные элементы которых показаны на схеме: коррекционная плоскость 6 и скользящий по ней “палец”, стержень 7, муфта и пространственный раздвижной шарнир 8 коррекционного механизма левого снимка и аналогично муфта, шарнир 11, стержень и коррекционная плоскость 12 правого коррекционного механизма.

Механические центры проекции укреплены на каретке фокусных расстояний 13. Значение фокусного расстояния проектирования, величина которого может меняться в пределах 150-300 мм, отсчитывается по шкале 5. Засечка точек модели осуществляется 2 проектирующими рычагами, из которых правый 14.

Левый проектирующий рычаг и снимкодержатели с шарнирами цифрами не обозначены. Кроме того, в кружках даны базисные движения шаровых опор проектирующих рычагов Bx, By, Bz, движения  и , отнесенные к правой коррекционной плоскости,  - поворот правой кассеты в своей плоскости, ∆x и ∆y – линейные движения децентраций правой кассеты (фотоснимка), x и y – децентрирующие движения правого коррекционного механизма. Движения левой проектирующей системы на рисунке не показаны, так как движений, взятых в кружки, достаточно для построения модели перемещениями правого фотоснимка или их заменяющими движениями при неподвижном левом фотоснимке.

Наблюдение аэрофотоснимков в СПР-3 происходит ортогональными лучами; объективы 9 и 10 являются завершающими оптическими деталями стереоскопической системы, окуляры которой расположены перед глазами наблюдателя, сидящего за прибором.

В оптической системе имеются сменные, светящиеся (разного цвета и размера) измерительные марки в виде точек кружков. При правильном наблюдении исполнитель видит одну пространственную марку, перемещаемую в пространстве стереоскопической модели местности движениями X, Y и Z. Так как аэрофотоснимки в приборе расположены горизонтально, а при плановой аэрофотосъемке они получены с некоторыми малыми углами наклона, то для введения поправок за наклоны в положение точек фотоснимков служат специальные коррекционные механизмы.

Рис. 6.1.3.

Коррекционный механизм.

2. Действие коррекционного механизма в СПР-3 схематически показано на рис.6.1.3. Здесь дана схема правого коррекционного механизма, левый механизм такой же. Механизм вводит поправку  в положение точки “а” аэрофотоснимка 1 путем смещения объектива 2 наблюдательной системы. Это смещение происходит под действием толкателя 3, разделенного особым пространственным шарниром и соединенного с вертикально перемещающейся муфтой 4. Положение последней зависит от вертикального перемещения пальца 5, от наклона коррекционной плоскости механизма и от установленного расстояния l_0 пальца от центра вращения этой плоскости.

Пространственный шарнир и коррекционная плоскость соединены со стержнями R₁ и R₂, которые отклоняются на углы ’ и  при перемещении фотоснимка перед наблюдательной системой. Если наблюдается точка нулевых искажений, то стержни занимают вертикальное положение и поправка  = 0. Если визирная марка наводится наблюдателем на некоторую точку фотоснимка а, то стержни, наклоняясь на указанные углы, поворачивают коррекционную плоскость; палец 5 и муфта 4 меняют свою высоту на некоторую величину ∆, а пространственный шарнир соответственно приводит к перемещению объектива 2 на поправку .

Поправка за угол наклона в положение точки на снимке выражается формулой:

(6.1.1.)

где r_c – радиус-вектор взятой точки при полюсе в точке нулевых искажений;

 - полярный угол радиус-вектора.

Если в этой формуле сомножитель заменить через и r²_с, т.е. через угол наклона радиус-вектора и через его значения на горизонтальном и наклонном фотоснимках, то получим: [8]

(6.1.2.)

что и должно учитываться коррекционным механизмом.

Проследим действие коррекционного механизма по рис. 6.1.3. Из треугольника, образованного раздвоением пространственного шарнира, следует, что

,

а из треугольника, образованного пальцем 5 и его расстоянием от центра коррекционной плоскости. [8]

.

Очевидно,

,

но так как

и ,

то . (6.1.3.)

Приравнивая формулу (6.1.2.) и (6.1.3.), мы видим, что для правильного действия механизма необходимо установить[8]

,

но так как механизм пространственный, то смещением пальца 5 устанавливается продольное и поперечное[8]

(6.1.4.)

Эта установка и подбирается взамен наклонов фотоснимка в процессе взаимного ориентирования фотоснимков на приборе последовательным приближением при устранении поперечных параллаксов по известной схеме.

3. Для того, чтобы решить вопрос о точности и использовании универсального метода при съемках в различных масштабах, необходимо учитывать много факторов, основными из которых будут: параметры аэрофотосъемки, точность универсального прибора и точность определения опорных точек.

Пусть создается карта в масштабе 1:10000 с сечением 2,5 м. Тогда при масштабе аэрофотосъемки около 1:14000 и при АФА с фокусным расстоянием 70 мм высота фотографирования будет порядка 1000 м и применение прибора СПР-3 обеспечит следующую точность карты: среднюю погрешность по высоте для отдельных точек 0,2 м и для горизонталей 0,5 м. В этом случае допуски соответственно 0,8 и 1,0 м удовлетворяются со значительным запасом [8].

Основные технические характеристики СПР.