Способ пространственной фототриангуляции

 

Я 121246

Класс 42с, 10оз

СССР» ——

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. Н. Лобанов

СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОТОТРИАНГУЛЯЦИИ

Заявлено 26 декабря 1958 г. за Л 615712/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ЛЪ 14 за 1959 r.

Известные способы пространственной фототриангуляции с использованием сложных фотограмметрических приборов типа стереопланиграф малопроизводительны, требуют применения дорогостоящих импортных приборов и в ряде случаев дают низкую точность построения опорных геодезических сетей.

В предлагаемом способе этот недостаток устранен тем, что обработка аэроснимков более рационально производится на простых отечественных инструментах типа стереокомпаратор, без ориентирования аэроснимков по начальным направлениям и без последующего взаимного ориентирования одиночных моделей.

На фиг. 1 показана схема выбора исходных точек для измерений на стереокомпараторе и для включения их в фотограмметрическую .сеть; на фиг. 2 — схема расположения опорных точек; кроме того, дается таблица рабочих формул для вычисления геодезических координат точек с использованием электронной вычислительной машины.

В предлагаемый способ входят следующие основные процессы: измерение снимков; определение элементов взаимного ориентирования снимков; определение элементов внешнего ориентирования снимков; вычисление фотограметрических координат точек сети; вычисление геодезических координат определяемых точек.

Снимки P и Р на стереокомпараторе устанавливают по координатным меткам. На каждой стереопаре измеряют координаты х, у и параллаксы р и д шести стандартно расположенных точек 1 — 6 (фиг. 1), а также других точек, включенных в фототриангуляционную сеть. Элементы взаимного ориентирования снимков определяют путем последовательных приближений. Первое приближение вычисляется по формулам (1) (см. таблицу). Затем трансформируют ординаты точек 1 — 6 по формуле (3) и вычисляют остаточные поперечные параллаксы по формуле (5). Остаточные параллаксы добавляют к измеренным, по ко№ 121246 торым вычислено первое приближение. Исправленные таким образом поперечные параллаксы используются для вычисления второго приближения элементов взаимного ориентирования по формулам (1). По второму приближению вновь трансформируют ординаты точек 1 — б и находят остаточные поперечные параллаксы. Так продолжают до тех пор, пока остаточные параллаксы не будут превышать заданной величины.

Элементы внешнего ориентирования первого снимка выбирают произвольно. По этим величинам и элементам взаимного ориентирования снимков вычисляют дирекционный угол т и угол наклона v базиса фотографирования, а также углы наклона а2, (oo и угол поворота к второго снимка:

b, tg -.=

a, sin >= — с,; ад.)

tg 299

> с, в по)г = з

tg x,,= — — b, Здесь аь Ь,, с — компоненты тензора поворота, получаемого в результате скалярного умножения тензоров поворота по формуле (б).

При этом

°

1 1 1

1I- = а, b., с, = 0 1 0 аз b3c, з1п . 0 сом

0 a„b„c„ а.„b„ñ„

cos> — яппи

sin < cos

Компоненты третьего тензора вычисляют по формулам (4) как функции угловых элементов внешнего ориентирования первого снимка. Вели ины а,„b,., c,, представляют собой компоненты тензора, образуемого путем скалярного умножения четырех тензоров по формуле (7), в которой а, b, с, а. b c

Па о) у= аз гЗ сз

Компоненты а,, b; с, вычисляют тоже по формулам (4) для элементов взаимного ориентирования а, сг, к, Далее определяют проекции базиса фотографирования по формулам (9) и координаты второй точки фотографирования по формулам (10). При этом длина базиса фотографирования выбирается произвольно. Трансформируют измеренные координаты точек левого и правого снимков по формулам (11) и (3) и вычисляют фотограмметрические координаты точек первой модели по формулам (12) — (14).

Аналогично обрабатывают другие стереопары данного маршрута.

При этом вместо произвольных значений элементов внешнего ориентирования левого снимка берут величины, полученные в результате обЛ/ /2/246

У у/

Фиг. /

Фиг. 2 ю)

7) Х =Х +Вх

sz

Уя = Уг +Ву/

Z, Z,,-В, /О) 8 Всог Сог T

Bó =BC0s I/ $!л Т

8;-8 Sifl II 9) f f

2а 4a

2) 0 Ах Ау-Af

У= f с!х сд У-сг/

Х=Х +дХ

У=У +д У !

Z=Zs, +а7

-Х Х + У Уг

U=

Х г, уй

Х, =Х„

У =У, а, = Cога Согк - Sinu Sinu Sins а= Cosa Si!nx Sina S! nu C os

z аг=- Sina. Cosu о/= Cosu йпк 2=- Cosa Сага

8j =- Sinu с = Sinu Согк+Сога Sinso Si!nx ! с =-Sin/xSinк+ Cosа S!neo Согк сг = Cosa Соы

В=у -.х"

П„=/7а/7 /7,, „„

//, =и„„/, ц,п пц„,, а! айаг

/7=- О! О2ОЗ

С! С2 СЗ а,х+ а2у- asf сх+ с /-c f дХ=Л/х/ д У=Ny/ д Z=-Nf хО

8+ — В х f

/2) х o -xo jg) N=

/-—

Jà а) X=(X-Хц)г У =(У-Y )r Z = (Z - Z„) r1b) 0Z =Õ ñ+Ус +Х с +Х Yc /7) 8) VA У8 УХ8 х" ° р" ZO) -х, - v„

+Х,+У, 2!) № 121246 работки предыдущей стереопары. Кроме того, каждая последующая модель приводится к масштабу предыдущей. Для этого вычисляют масштабный коэффициент по формуле:

Л Z„.— В„ +! / (-и где К; I — масштабный коэффициент модели 1; К,— масштабный коэффициент модели i; AZ.„— разность координат Z точек 2 и 5ь вычисленная по формуле (12) для модели 1; 5Z, ;., — разность координат

Z точек 1 и Я„вычисленная по той же формуле для модели i - 1; В„-— величина, полученная по формуле (9) для модели 1. Масштабный коэффициент первой модели равен 1. Затем вычисляют приведенные фотограмметрические координаты точек модели и правой точки фотографирования:

Х=Х„+ КЛХ;

У= У„+КЛУ;

Z= Л„КAZ;

Х„=Х„+К В,.; У,,=У„+К В„; Z, =Z -Ê В, Определяют коэффициент редуцирования сети по формуле (15). где

0 — расстояние между опорными точками, вычисленное по геодезическим координатам.

D — расстояние между теми же точками, вычисленное по фотограмметрическим координатам.

По формулам (16) редуцируют фотограмметрические координаты. При этом начало координат переносится в опорную точку А (фиг. 2).

Составляют систему уравнений (17) для опорных точек В, Е, и D.

В результате решения этих уравнений находят величины Сь С, С3 и

С4, характеризующие наклон, прогиб и кручение модели. По формулам (17) и (18) вычисляют высотные поправки и геодезические высоты определяемых точек. Фотограмметрические координаты исправляют за наклон модели по формулам (19). По формуле (20) определяют величины, характеризующие поворот фотограмметрической системы координат. Здесь: х, у — разности фотограмметрических координат опорных точек, х у — разности геодезических координат тех же точек.

Коэффициенты r, и, v находятся дважды: по точкам А и F и по точкам В и Е. Из двух значений коэффициента выводится среднее. Геодезические координаты опорных точек вычисляют по формулам (21).

Для вычислений применяют электронную машину типа «Урал». Использование строгих формул и прецизионного прибора — стереокомпаратора обеспечивает высокую точность окончательных результатов, а применение аэроснимков и электронной вычислительног, машины— скорость получения их.

Предмет изобретения

Способ пространственной фототриангуляции, осуществляемый на фотограмметрических приборах с применением счетных машин, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью упрощения работы, увеличения производительности труда и повышения точности построения опорных геодезических сетей, на простых фотограмметрических приборах типа сгереокомпаратор устанавливают аэроснимки по координатным меткам, без ориентирования их по начальным направлениям, определяют путем измерений координаты и параллаксы точек местности, а затем получают элементы взаимного и внешнего ориентирования аэроснимков и .координаты точек в единой для всех моделей координатной системе, без взаимного ориентирования одиночных моделей на приборе.