 |
Определение элементов ориентирования снимка
|
|
|
|
ЭЛЕМЕНТЫ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ОДИНОЧНОГО СНИМКА
Различают элементы внутреннего и внешнего ориентирования снимка.
Элементы внутреннего ориентирования определяют положение центра проекции S относительно снимка. Ими являются координаты главной точки (х0) у0) в системе координат снимка и фокусное расстояние / объектива АФА (рис. 7.5). Эти элементы почти всегда известны с высокой точностью и записаны в паспорте
АФА. Например, /= 100,020 мм; XQ = -0,012 мм; у0 = +0,023 мм.
Элементы внутреннего ориентирования формируют связку проектирующих лучей. Ее положение в пространстве определяют элементы внешнего ориентирования снимка. Их шесть. Это три линейных элемента — геодезические координаты центра проекции
S\XS\YS\ZS 1 и три угловых элемента (рис. 7.6):
а — продольный угол наклона снимка (угол между осью Z и проекцией главного луча на плоскость XZ);
со — поперечный угол наклона снимка (угол между главным лучом и проекцией главного луча на плоскость XZ);
к — угол поворота снимка (угол на снимке между осью у и следом сечения плоскости снимка с плоскостью, построенной на главном луче и оси У).
Следует заметить, что для всех снимков, полученных данным АФА, элементы внутреннего ориентирования можно считать постоянными известными величинами. Однако элементы внешнего ориентирования у каждого снимка свои и, как правило, неизвестны
АНАЛИТИЧЕСКОЕ ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ СНИМКОВ
Конечная цель фотограмметрической обработки снимков — преобразование их в заданную картографическую проекцию местности. В Российской Федерации, как известно, такой проекцией является проекция Гаусса—Крюгера. Преобразование снимков в проекцию Гаусса—Крюгера требует выполнения очень громоздких вычислений. При крупномасштабном картографировании проекция Гаусса—Крюгера часто заменяется близкой к ней по геометрическим свойствам ортогональной проекцией.
|
|
|
В фотограмметрии под трансформированием понимают преобразование аэро- или космических снимков, полученных в большинстве случаев в центральной проекции, в ортогональную или какую-либо иную картографическую проекцию.
Суть аналитического трансформирования заключается в преобразовании координат точек снимка в координаты соответствующих точек местности с использованием строгих математических зависимостей.
Три пространственные геодезические координаты точки мест-ХА YA ZA j связаны с плоскими координатами точки а снимка {х, у) с помощью элементов ориентирования снимка. Формулы (7.1) называют формулами связи координат точек снимка и местности. В этих формулах угловые элементы внешнего ориентирования снимка содержатся в коэффициентах а\,а2,...,с2с3. Эти коэффициенты называют направляющими косинусами, и они являются сложными тригонометрическими функциями угловых элементов внешнего ориентирования снимка: а, со, к.
Для горизонтального снимка, у которого угловые элементы внешнего ориентирования равны нулю (а = со = к = 0), а\ = Ь2=: = с3 = 1. Остальные направляющие косинусы равны нулю.
Если девять элементов ориентирования снимка (х$, yo,f, Xsг, Yj, Zj, а, со, к) известны, то можно вычислить геодезические координаты (Xsг, Yj) ТОЧКИ местности, измерив плоские прямоугольные координаты (х, у) ее изображения на снимке. Задачу по определению геодезических координат точки местности по измеренным координатам ее изображения на снимке называют прямой фотограмметрической засечкой.
В правых частях уравнений (7.2) помимо элементов ориентиро-
(
у р Г* \
XQtyQ,f,Xs,Ys,Zs) и неявном {а\, а2;..-;
с2; с3) виде, а также измеренных координат (х, у) точки снимка содержится высотная координата z\ точки местности. Присвоив ей некоторое значение Z?, можно определить плановые координаты Х\, У^ точки местности, но невозможно вычислить все три геодезические координаты ХТА, Y\, ZA точки местности, используя одиночный снимок.
|
|
|
Для решения прямой фотограмметрической засечки существует несколько способов задания высотной координаты точки местности:
определением по имеющимся планам с горизонталями при отождествлении на них интересующей точки местности;
присвоением всем точкам одинаковой высоты, равной средней высоте снимаемой местности;
с использованием цифровой модели рельефа.
Точность определения плановых геодезических координат ХТА, YTA точки местности зависит от точности задания ее высотной координаты ZTA.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ОРИЕНТИРОВАНИЯ СНИМКА
Решение прямой фотограмметрической засечки возможно при условии, что элементы ориентирования снимка известны.
Элементы внутреннего ориентирования, как правило, известны. Они определяются при калибровке АФА с точностью 0,001 мм и записываются в его паспорт.
Элементы внешнего ориентирования снимка можно определить различными способами. Их делят на две группы.
В первую группу входят способы определения элементов внешнего ориентирования снимков в полете с помощью специальных приборов. Например, координаты центров проекций находят по показаниям GPS-приемников, установленных на борту летательного аппарата. Угловые элементы внешнего ориентирования (а, со) определяют с помощью инерциальных систем навигации.
Во вторую группу входят способы для определения элементов внешнего ориентирования снимков по опорным точкам.
Опорными точками называют точки с известными геодезическими координатами. Определение элементов внешнего ориентирования снимков с использованием опорных точек называют обратной фотограмметрической засечкой или задачей по ориентированию снимка, которую решают аналитически с использованием уже известных из раздела 7.4 уравнений связи координат точек снимка и местности:….
В правых частях уравнений (7.2) содержатся все шесть искомых элементов внешнего ориентирования снимка. Для одной опорной точки с геодезическими координатами (ХТ, F, Z1") и измеренными координатами (х, у) ее изображения на снимке можно составить два независимых уравнения вида (7.2) с шестью неизвестными величинами — XTS, Y§, ZJ, а, со, к. Чтобы однозначно определить все шесть элементов внешнего ориентирования, необходимо объединить в систему не менее шести независимых уравнений, содержащих искомые элементы. Для этого требуется не менее трех планово-высотных опорных точек.
|
|
|
Для решения обратной фотограмметрической засечки с контролем используют четыре опорные точки и более, расположенные по углам рабочей площади снимка. Увеличение числа опорных точек позволяет также отбраковывать грубые измерения.
|
|
|
