Способ определения пространственных координат центров проектирования аэрофотоснимков

Способ определения пространственных координат центров проектирования аэрофотоснимков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к аэрофототопографии . Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения возможности привязки статоскопа на высоте аэрофотосъемки . На участке съемки и вблизи него на трех или более пунктах с известными планово-высотными координатами устанавливают наземные станции радиогеодезической системы. Причем на одном или более исходных пунктах антенна имеет преимущественно вертикальную направленность приема и излучения. Антенна носителя имеет направленность , обеспечивающую необходимую связь между исходной и другими наземными станциями. Перед началом съемки плановые координаты и высоты антенны исходных наземных станций вврдят в бортевую ЭВМ. Носитель на высоте съемки направляют в сторону исходной станции и в момент пролета носителя над антенной исходной станции выполняют регистрацию высоты антенны бортовой станции относительно антенны исходной наземной станции и показаний статоскопа. Бортовая ЭВМ производит вычисление абсолютной высоты центра проектирования аэрофотоаппарата в исходной точке. После этого носитель направляют в сторону объекта съемки и производят непрерывную регистрацию показаний Статоскопа и наклонных дальностей до наземных станций. 1 ил, и С (л о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)з G 01 С 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l (21) 4882485/10 (22) 27.07.90 (46) 07.06.92, Бюл. 3Ф 21 (71) Централ ьн ы и научно-исследовательский институт геодезии, аэрофотосъемки и картографии им.Ф.Н.Красовского (72) И.Л.Гилль, Ю,С.Тюфлин и С,А.Êàäíè÷àí(53) 528,716(088.8) (56) Геодезия. взрос".емка. картография. За- «бежнь<й опыт. Сер. Аэрофототопография, Э кс пресс-информа ция. Радиогеодезическая система Тридан Ш. Франция. Вып.5, ЦНИИГАиК ГУГК. 1984, с,6 — 13.

Геодезия, аэросъемка, картография, Зарубежный опыт. Сер. Геодезия. Экспресс-информация. Вып. 3, ЦНИИГАиК ГУГК, 1985. с.1-6.

Геодезия, аэросъемка, картография, Зарубежный опыт. Сер, Аэрофототопография.

Экспресс-информация. Выс. 2. ЦНИИГАиК

ГУГК, 1988, с,1-9.

Гилль И,Л. Самолетный радиодально мер РДС и его использование для радиогеодезических определений, M,: Недра, 1975. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КООРДИНАТ ЦЕНТРОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЭРОФОТОСНИМКОВ (57) Изобретение относится к аэрофототопографии. Цель изобретения — повышение

Изобретение относится к аэрофототопографии и предназначено для планово-высотной привязки аэрофотоснимков, Известен способ определения пространственных координат носителя (самолета, вертолета), основанный на измерении с помощью радиогеодезической системы наклонных дальностей от антенн носителя до антенн нескольких наземных станций—

„„Я „„1739196 А1 точности за счет обеспечения возможности привязки статоскона на высоте аэрофотосьемки. На участке съемки и вблизи него на трех или более пунктах с известными планово-высотными координатами устанавливают наземные станции радиогеодезической системы. Причем на одном или более исходных пунктах антенна имеет llðåèìóùåñòëåíно вертикальную направленность приема и излучения. Антенна носителя имеет направленность, обеспечивающую необходиму<о связь между исходной и другими наземными станциями. Перед началом съемки плановые координаты и высоты антенны исходных наземных станций вводят в бортовую ЭВМ, Носитель на высоте съемки направляют в сторону исходной станции и в момент пролета носителя над антенной исходной станции выполняют регистрацию высоты антенны бортовой станции относительно антенны исходной наземной станции и показаний статоскопа. Бортовая Э В М производит вычисление абсолютной высоты центра проектирования аэрофотоаппарата в исходной точке. После этого носитель направляют в сторону объекта съемки и производят непрерывную регистрацию показаний Статоскопа и наклонных дальностей до наземных станций. 1 ил, ответчиков, находящиеся в пунктах с известными планово-высотными координатами.

Местоположение антенны носителя определяется обратной пространственной засе <кой не менее чем по трем наклонным дальностям с использованием ЭВМ. По результатам анализа точность определения плановых координат при реально достигнутой точности измерения наклонных дально1739196 стей составляет 0,05-14 м в зависимости от положения носителя и числа и расположения наземных станций.

Однако ошибка определения высоты значительная и составляет 1,3-51,0 м. Это является основным недостатком указанного способа.

Известен способ, основанный на использовании глобальной спутниковой системы определения местоположений носителя.

Ошибки взаимного положения точек составляют 10-16 м. Точность определения высот небольшая — порядка 30 м, Это также. является существенным недостатком данного способа.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ, по которому плановые координаты носителя определяются методом обратной засечки (трилатерации) по измеренным с помощью самолетной радиогеодезической системы и с использованием 3ВМ наклонных дальностей от бортовой антенны до двух или более антенн наземных станций с известными планово-высотными координатами, а высота центров проекций вычисляется, по показаниям статоскопа и результатам высотной привязки статоскопа к отсчетной системе высот при вылете из аэропорта.

Этот момент — привязка статоскопа и именно при вылете — является одним из отрицательных факторов, которые влияют на точность измерения высоты., Высотная привязка показаний статоскопа к отсчетной системе высот выполняется полевыми геодезическими методами непосредственно перед вылетом из аэропорта, и это требует, во-первых существенных затрат времени на преодоление этих подготовительных работ, во-вторых, не обеспечивает достаточно высокой точности передачи высоты между исходной точкой (e аэропорту) и центрами проектирования.

Это обусловлено влиянием вертикальных ускорений и резкого изменения барических условий при наборе высоты носителем.

Цель изобретения — повышение точности высотной привязки статоскопа путем ее выполнения в полете на высоте аэрофотосъ-,. емки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения пространст,венных координат центров проектирования аэрофотоснимков с.использованием радиогеодезической системы, включающему установку наземных станций системы в пунктах с известными планово-высотными координатами, определение с помощью бортовой

ЭВМ наклонныхдальностейот бортовойан10 в ЭВМ плановые координаты и высоту ис15

25

30 Указанные вычисления производят из соотношений (Y — Y Я (1) 55

50 тенны до антенн наземных станций, высотную привязку показаний статоскопа и вычисления по полученным данным пространственных координат, на одном или более исходных пунктах устанавливают наземные станции, имеющие антенную систему с возможностью горизонтального и вертикального приема и излучения радиосигналов, до начала аэрофотосъемки вводят ходного пункта, пользуясь показаниями бортовой ЭВМ, направляют носитель в сторону исходного пункта и в момент пролета надостаточно близком расстоянии от вертикали, проведенной через антенную систему станции, по возникающему сигналу производят высотную привязку показаний статоскопа путем измерения радиогеодезической системой расстояния L между антенной исходной станции с антенной носителя, вычисления расстояния R до указанной вертикали и вычисления высоты Н антенны бортовой станции относительно антенны исходной станции, а во время аэрофотось емки осуществляют непрерывную регистрацию показаний статоскопа и наклонных дальностей до наземных станций и вычисление пространственных координат центро.-: проектирования аэрофотоснимков. где х Ус- плановые координаты носителя: х, YH — плановые координаты антенны наземной станции;

Н L2- R2 (2) где L — расстояние между антенной исходной станции и антенной носителя;

R — расстояние от носителя до вертикали, проведенной через антенную систему станции;

Н вЂ” высота антенны бортовой станции.

Максимально допустимая величина R может быть определена из следующих соображений, Средняя квадратическая погрешность определения высоты иэ соотношения (2) равна где е и mR — ср.кв. погрешности определения иR.

Учитывая, что б Н + R, формулу (3) можно записать в аиде

1739196 а затем получить выражение для макси мально допустимого значения радиуса R

Ядоп. = кН . (4) где

К= где тн дно. — максимально допустимая ср.кв. погрешность определения высоты, Реально можно получить mR = 2 м, е 0,4 м. Если при этом потребовать, чтобы ан дол. = 0.5 м при Н = 2000 м, то величина

К кажется равной К = 0,147, Отсюда при условии обеспечения указанной выше точности определения L u R можно ориентировочно принять Roon. < 0,15 Н.(6)

Способ осуществляется следующим образом.

На трех(или более). пунктах с известными планово-высотными координатами устанавливают наземные станции радиогеодезической системы, причем антенна системы одной или более станций должны иметь помимо возможности горизонтального также возможность вертикального приема и излучения радиосигналов. Антенна носителя имеет направленность, обеспечивающую -.,есбходимую связь.со всеми наземными станциями. Наиболее целесообразно на всех пунктах иметь станции с такими антеннами. Выбирают наземную станцию, расположенную наиболее близко к участку, которую принимают за исходную.

Перед началом аэрофотосъемки плановые координаты и высоту антенн исходной и других станций вводят в бортовую ЭВМ.

Носитель на высоте сьемки направляют в сторону исходной станции, при этом с помощью радиогеодезической системы с бортовой. ЭВМ по измеренным наклонным дальностям до наземных станций производится непрерывное через заданные интервалы времени определение плановых координат носителя относительно антенны исходной наземной станции и приблизительную высоту полета над земной поверхностью Но>, Вычисленные координаты, а также отклонения курса самолета.от заданного направления выводятся на устройстве отображения бортовой ЭВМ и Нор. используются для управления самолетом с целью проведения его вблизи антенной системы исходной наземной станции. В момент nqoлета самолета вблизи антенны исход-. ной станции на расстоянии от вертикали R < Ядоо. по сигналу бортовой ЭВМ выполняется регистрация высоты антенны бортовой станции относительно антенны исходной наземной станции и показаний статоскопа. По известной высоте (абсолютной отметке) антенны исходной станции и измеренной высоте бортовой станции относительно этой антенны бортовая ЭВМ производит вычисление абсолют5 ной высоты центра проектирования азрофотоаппарата в этой исходной точке, После этого самолет направляют в сторону объекта сьемки для выполнения аэрофотосъемки, во время которой в моменты экспо10 зиции rio командным импульсам производится измерение наклонных дальностей до наземных станций и регистрация показаний статоскопа. Бортовая ЭВМ производит вычисление превышения центра

15 проектирования относительно абсолютной высоты исходной точки.и, используя эти результаты и измеренные наклонные дальности, определяют далее плановые координаты центров проектирования азро20 фотоснимков.

На чертеже показан состав аппаратуры, необходимый для реализации предложенного способа, место размещения отдельных компонентов и маршруты полета носителя.

25 На чертеже обозначено наземные станции 1,2; бортовая станция 3; исходная наземная станция 4; антенны 5 и 6 наземных станций; антенна 7 бортовой станции; антенна 8 исходной наземной станции борто25 вая ЭВМ 9; маршрут 10 полета носителя до начала азросьемки; маршруты 11 полета носителя при аэрофотосъемках..

Антенная система исходной наземной станции имеет горизонтальную и вертикаль"0 ную направленность приема и излучение радиоволн. Поэтому при измерении вблизи станции практически полностью исключается влияние отраженного от земли сигнала на результат измерения, что существенно

35 повышает точность измерений. Антенная система бортовой станции должна при этом обеспечить одновременную связь с исходной и другими станциями.

Существующая в настоящее время ра40 диогеодезическая аппаратура типа РДС и

РДС-2, а также статоскоп С-51 обеспечивает нужную точность измерений. Однако ука занная аппаратура не содержит бортовой

ЭВМ и не приспособлена для непосредст45 венного ввода информации в такую. ЭВМ.

Поэтому для практической реализации предложенного способа в настоящее время выполняется разработка нового комплекса аппаратуры повышенной точности. состоящего из радиогеодезической системы РДС55 3 с бортовой 3ВМ, статоскопа с электронно-цифровым выходом и метеосредств для обеспечения учета влияния метеофакторов на скорость распространения радиоволн.

1739196

Составитель И,Рычкова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M,Äåì÷èê

Редактор С.Патрушева

Заказ 1995 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Возможность достижения высокой точности определения Н без необходимости пролета носителя непосредственно над антенной является особенностью предлагаемого изобретения, которой не обладает 5 никакой другой из известных способов определения высоты носителя над заданной точкой на наземной поверхности.

Предложенный способ снижает также стоимость картографирования за счет со- 10 кращения полевых работ.

Использование предложенного спосо, ба определения пространственных координат центров проектирования аэрофотоснимков предназначается для кар- 15 тографирования территорий в масштабах

1:25000 и 1:10000.

Ф ормула изобретения

Способ определения пространствен- 20 ных координат центров проектирования аэрофотоснимков. включающий установку на пунктах с известными пространственными координатами станций радиогеодезической системы, высотную привязку статоскопа, измерение с помощью статоскопа изменений барометрической высоты носителя и расстояний от него до станций радиогеодезической системы в моменты срабатывания затвора аэрофотоаппарата, и обработку результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения возможности привязки статоскопа на высоте аэрофотосъемки, перед привязкой статоскопа, по измеренным расстояниям от носителя до станций радиогеодезической системы определяют его плановое положение и предварительное значение высоты nor-.та над земной поверхностью Нпр, направляют носитель в сторону одного из пунктов со станцией радиогеодеэической системы к в момент пролета над ней на расстоянии, в плане не превышающем 0,15 Нор, одновременно измеряют расстояние от носителя до станции и снимают отсчет показаний статоскопа, а полученные результаты используют при восотной привязке статоскопа.