Аерофотознімальне обладнання

При проведенні топографічної зйомки використовують аерофотоапарати, гіростабілізуючу установку, статоскоп, радіовисотомір і радіовіддалемірні станції.

Для зйомки використовують аерофотоапарати вітчизняні і закордонні, такі як АФА-ТЕ, АФА-41, АФА-ТЕС, LМК і МКS (фірми "Карл Цейс" Йена); HDP, RМК ("Оптон" ФРН), RС -1О ("Вільд" Швейцарія). Формат кадру відчизняних аерофотоапаратів 18x18 см, закордонних - 23x23 см. Об'єктиви мають різні фокусні відстані - 35, 55, 70, 100, 140. 200, 350 500 мм. Для зйомки використовується рулонна фотоплівка. Роздільна здатність знімків у центрі кадру до 50 ліній/мм, на краях 20-25 л/мм.

Робота аерофотоапарата керується командним приладом, який має обчислювальний пристрій. Автоматично здійснюється спуск затвору, витримується постійний інтервал фотографування, визначається кут скосу, видається команда розвороту АФА і інше.

Конструкція і характеристика аерофотоапарати. Для топографічної аерофотозйомки використовують аерофотоапарат, які мають високі вимірювальні і зображувальні властивості. В основному це кадрові АФА.

Аерофотоапарат встановлюють на спеціальній фотоустановці. Основними вузлами АФА є знімальна камера і касета. Знімальна камера має жорстку конструкцію і складається з корпуса 2, об'єктива 5, прикладної рамки 7. До прикладної рамки притискається емульсійний шар аероплівки 4. Плівка проходить між вирівнюючим склом і притискаючим столом. В площині прикладної рамки АФА є металеві виступи трикутної форми -координатні мітки, які фіксуються на знімку і створюють координатну систему оху знімка.

 

Схема конструкції аерофотоапарата:

1 - аерофотоустановка; 2 - корпус; 3 - касета;

4 - катушка з аероплівкою: 5 - притисний стіл;

6- фотоплівка; 7-прикладна рамка; 8 - об'єктив

Пряма, яка проходить через вузлову точку об'єктива перпендикулярно площині знімка називається оптичною віссю фотокамери або головним променем. Відстань від внутрішнього центра проекції S, до площини прикладної рамки називається фокусною відстанню фотокамери. Точка перетину протилежних координатних міток о повинна збігатися з головною точкою знімка о. Ця умова не завжди виконується. Положення внутрішнього центра проекції о відносно площини прикладної рамки визначають елементи внутрішнього орієнтування.

В касеті АФА 3 розміщені катушки, одна з яких змотує, а друга розмотує аероплівку. Вирівнювання плівки в площину здійснюється або пневматично, коли відкачується повітря з обмеженого простору між плівкою і столом, або механічно, коли плівка притискається столом до плоского скла в площині прикладної рамки.

Гіростабілізуюча установка. Для зберігання горизонтального положення площини прикладної рамки АФА в момент фотографування використовується гіростабілізуюча установка, яка побудована на основі гіроскопа і забезпечує співпадання головного оптичного проміня фотокамери з прямовисною лінією. Кути нахилу аерознімків, отриманих таким способом, не перевищують 1°, а в середньому складають 20-30'.

Статоскоп. Синхронно з аерофотоапаратом працює статоскоп, який дозволяє визначити коливання висоти польоту момент фотографування. Працює статоскоп за принципом барометра. За значеннями виміряного атмосферного тиску повітря розраховують коливання висоти фотографування.

Статоскоп складається з одного або двох каскадів. Кожний з каскадів має монометричну трубку заповнену ізоаміловим спиртом. Один кінець трубки сполучається з зовнішнім середовищем, другий - з термоізольованим балоном, заповненим постійним об'ємом газу. Різниця тиску між зовнішнім повітрям і замкнутим у балоні газом викликає змінення рівня рідини в монометричній трубці. Поточні зміни тиску фіксуються за даними одного з працюючих в дану мить каскадів. Другий каскад вмикається тоді, коли рівень рідини в трубці досягне критичного положення.

 

Принципова схема статоскопу

Рівні рідини в монометричних трубках підсвічуються і фіксуються на плівку фоторегістратора. Одна пара каналів підсвічується лампочками Л₁ і Л₁, які гаснуть, коли здійснюється зйомка. Друга пара каналів підсвічується лампочками Л₂ і Л₂, вони загоряються при експозиції. На плівці одержують статограму. Відстань між переривчастою і суцільною лінією відповідає різниці рівней рідини, а також зміною висоти фотографування, яка визначається за формулою

де - відстань отримана з статограми; Q - коефіцієнт, який залежить від температури зовнішнього повітря і у кабіні літака, атмосферного тиску повітря та інше.

Середня квадратична похибка визначення статоскопом дорівнює 1,5 м під час фотографування на висоті від 1 до 3 км. Зі зменшенням висоти ця похибка збільшується через нестійкість атмосфери.

Радіовисотомір. Радіовисотомір (РВ) призначено для визначення висоти центра фотографування відносно земної поверхні. Принцип роботи радіовисотоміра основано на вимірюванні часу проходження радіохвиль від літака до місцевості і назад. Через, прямовисно спрямовану антену посилаються імпульси радіохвиль, які відбившись від взаємної поверхні повертаються до приймальної антени і фіксуються на електронно променевій

індикатора. Якщо відома швидкість поширення радіохвиль і час проходження, можна підрахувати висоту фотографування

H = 0,5ct,

де с - швидкість поширення радіохвиль; t - час проходження радіохвиль від літака до земної поверхні і назад.

Точність визначення висоти при фотографуванні рівнинної місцевості 1-1,5 м. Для рельєфної місцевості радіохвиля відбивається від ближньої точки земної поверхні, яка не є шуканою висотою фотографування. Для її одержання необхідно знайти ближчу точку до літака, а потім перейти до дійсної висоти фотографування.

Радіовіддалемірні системи. Радіовіддалемірні системи (РВС) дозволяють визначити планові геодезичні координати центрів проекції аерофотознімків. При цьому виміряється відстань від літака до декількох точок на земній поверхні, координати яких відомі. Одночасно виміряється висота фотографування за показаннями радіовисотоміра. З трикутника, вершинами якого служать базові точки і центр проекції, визначають шукані величини. Дальність дії РВС до 350 км. Точність визначення млинових координат центрів проекції дає можливість за цими даними складати карти масштабу 1:25000 і дрібніше. Цей метод використовується При картографуванні малообжитих районів, районів значної заболоченості.

 

Визначення координат центра проекції за допомогою РВС

У деяких країнах використовують прилади і системи, які визначають координати точок встановлення приладів за допомогою штучних супутників, Система має назву Global Position System - GPS (глобальна позиційна система). Система складається з двох приймачів, мікроЕОМ з програмним забезпеченням. Приймачі приймають і записують сигнали супутників. ЕОМ обчислює відстані та координати точки знаходження приладу. Результати обчислень записуються на безконтактних магнітних картках. Ці системи точніші і надійніші за РВС.