Введение
Современные работы по топографии
и изыскания обладают большим
значением для населения нашей
страны. В первую очередь по той
причине, что на протяжении последних
лет уровень их популярности и
востребованности увеличился в несколько
раз.
Тем не менее, к сожалению,
далеко не каждому человеку известно
о том, чем являются данные работы,
в чем заключается их суть и
как их можно выполнять.
В реальности вопрос весьма
прост. Каждая из современных работ
по топографии и изысканию основана
на проведении топографических съемок.
На сегодняшний день выделяется три
основных вида данного процесса - среди
них присутствует наземная, космическая,
а также аэрофотосъемка. Среди
них последняя выступает в
роли наиболее распространенной и востребованной
по нашим ученым. Это обуславливается
также тем, что она отличается
за счет отличного соотношения между
вложенными средствами и полученными
результатами.
На протяжении последних
лет уровень требований к качеству
снимков, которые мы получаем в процессе
проведения аэрофотосъемки сильно увеличился.
Именно поэтому для того, чтобы
снимки были более качественными, специалистами
стали производиться специальные
аэрофотообьективы, которые отличатся
за счет своей высокой разрешающей
способности, а также малой дисторсии.
Не менее важный элемент по топографическим
работам заключается в качественной
аэропленке. На данный момент чаще всего
используется пленка, которая характеризуется
за счет весьма малой деформации.
Эксплуатация аэрофотооборудования
Состав комплекта аэрофотосъемочного
оборудования и его стендовая
проверка. Комплект аэрофотосъемочного
оборудования, применяемый для топографической
аэрофотосъемки, состоит из:
а) гиростабилизирующей установки;
б) аэрофотоаппарата;
в) радиовысотомера с фоторегистратором;
г) статоскопа;
д) радиодальномера;
е) дополнительного оборудования
(барометрический высотомер, указатель
скорости, термометры. Иногда состав комплекта
несколько видоизменяется (в зависимости
от задач съемки): из него могут исключаться
радиодальномер и гиростабилизирующая
установка как вместе, так и
порознь.Комплект размещается на самолетах
такого типа, которые с одной стороны,
позволяют установить все приборы,
а с другой стороны, имеют достаточные
мощности источников постоянного тока.
Рассмотрим комплект аэрофотосъемочного
оборудования, широко применяемый при
топографической аэрофотосъемке. Он
состоит из аэрофотоаппарата АФА-ТЭ,
гиростабилизирующей установки
Н-55, радиовысотомера РВТД-А с
фоторегистратором АРФА-7, статоскопа
С-51М и радиодальномера РДС.Приборы
комплекта получают питание от бортовой
сети самолета. При полном комплекте
через пульт управления гироустановки
получают питание сама гироустановка,
аэрофотоаппарат, фоторегистратор
радиовысотомера, статоскоп. Питание
радиовысотомера и радиодальномера
переменным током осуществляется от
централизованного источника питания,
а в случае отсутствия последнего
питание на преобразователи МА-250
(радиовысотомера) и ПО-500 (радиодальномера)
поступает от бортсети независимо от
пульта управления гироустановки. В
случае отсутствия гироустановки вместо
пульта управления используют специальный
распределительный щиток, который
выполняет функции пульта управления
в отношении взаимосвязи частей
комплекта.Потребляемый ток через
пульт управления составляет около
15 а, пусковой ток (при включении
инвертора и гиромоторов установки)
-- около 12 а, при отсутствии гироустановки
через распределительный щиток
потребляется около 8 а. Потребляемый ток
источником питания РВТД-А (преобразователем
МА-250) ---10 а, пусковой --30 а, источником питания
РДС (преобразователем ПО-500) -- 40 а, пусковой
-- 100 а. Все приборы комплекта снабжены
плавкими предохранителями, а подключение
МА-250 и ПО-500 к бортсети должно выполняться
с установкой соответствующих предохранителей.
Включение в бортсеть отдельных
потребителей должно производиться
раздельно, поочередно, во избежание
пиковых нагрузок.Показания радиовысотомера,
статоскопа и радиодальномера должны
регистрироваться синхронно (одновременно)
с выполнением фотографирования
местности аэрофотоаппаратом, т. е.
в момент открытия его затвора. Для
выполнения этого условия регистрационные
части этих приборов соединены с
пультом управления гироустановки
(или с распределительным щитком),
на который поступает импульс
тока от аэрофотоаппарата. Этот импульс
синхронизирован с открытием
затвора и от этого импульса срабатывают
регистрирующие устройства.
Фоторегистратор АРФА-7
Фоторегистратор АРФА-7 является
специальным автоматическим фотоаппаратом
для фотографирования экрана электронно-лучевой
трубки индикатора радиовысотомера
в момент фотографирования местности
аэрофотоаппаратом.АРФА-7 состоит из
камеры, двух кассет и соединительного
шнура. Камера установлена на общей
с блоком индикатора амортизационной
раме. Питание АРФА-7 и поступление
командного импульса от аэрофотоаппарата
осуществляется через соединительный
шнур, который подключается к распределительному
щитку. Фотографирование производится
на неперфорированную фотопленку шириной
61,5 мм. Кассета вмещает около 20 м
пленки, что обеспечивает получение
около 300 снимков формата 56x56 мм. Работа
АРФА-7 автоматизирована, т. е. после
поступления командного импульса от
аэрофотоаппарата автоматически срабатывает
затвор фоторегистратора, после чего
происходит перемотка пленки на один
кадр.В камере АРФА-7 установлен объектив
с фокусным расстоянием 50 мм, относительным
отверстием 1 : 2 и с просветленной
оптикой. Затвор камеры -- однодисковый,
с временем выдержки около 0,1 сек. Диск
затвора делает за цикл один оборот
и вращается двигателем типа МС-160.
На оси диска затвора расположены
два лекала, управляющие с помощью
рычагов двумя микропереключателями
типа Д-701, которые обеспечивают автоматическую
работу затвора и кассеты.На правой
стенке корпуса камеры находится
гнездо, в которое установлены
часы типа ПЛУ-22 с центральной секундной
стрелкой. Часы освещаются двумя лампочками,
вспыхивающими от импульса тока во
время фотографирования экрана индикатора.
Часы фотографируются в углу кадра через
объектив и призму. Наличие показаний
часов облегчает нумерацию кадров и их
идентификацию с аэроснимками. На этой
же стенке расположена кнопка, при помощи
которой можно открывать затвор (при коротком
нажиме на кнопку), что необходимо для
проверки по матовому стеклу резкости
изображения шкалы индикатора с разверткой.
Посредством этой кнопки (при нормальной
длительности нажима) можно выполнять
одиночное фотографирование шкалы индикатора
радиовысотомера в любой момент времени.Спереди
на камере установлен съемный осветитель
шкалы индикатора с шестью лампочками.
Осветитель имеет откидное зеркало, в
которое можно наблюдать и при необходимости
регулировать развертку индикатора. В
рабочем положении зеркало поднято пружинами
вверх.На левой стенке корпуса камеры
расположены разъем для подключения питания
и импульса от аэрофотоаппарата, выключатель
питания, два предохранителя на 5 а, ручка
реостата регулировки накала ламп осветителя,
сигнальная лампа, мигающая при перемотке
пленки в кассете, и кнопка холостой перемотки
пленки.На задней стенке находятся направляющие
для кассеты, переходная колодка для электрической
связи с кассетой. В стенке имеется окно
для прохода лучей, строящих изображение
экрана индикатора на пленке.Кассета регистратора
надевается на направляющие корпуса и
запирается защелкой. В верхней части
кассеты расположены катушки с пленкой,
направляющий и мерный валики, а также
механизм прижима пленки к кадровому окну.
Этот механизм состоит из выравнивающей
доски, которая прижимается к кадровому
окну четырьмя пружинами. Ось наматывающей
катушки соединена с редуктором двигателя,
а ось подающей катушки -- с фрикционом,
обеспечивающим натяжение пленки. Верхняя
часть кассеты закрывается крышкой с защелками
для предохранения пленки от света.В нижней
части кассеты расположен двигатель типа
МС-160, соединенный через редуктор с осью
наматывающей катушки. На оси мерного
валика (длина окружности которого равна
длине перемотки пленки) находятся лекало,
которое через рычаг управляет микропереключателем
типа Д-701, а также электроконтактор, вызывающий
мигание сигнальной лампочки на камере
при перемотке пленки.
Работа с гиростабилизирующей
установкой
Особо следует остановиться
на работе с гиростабилизирующей
установкой, чтобы были обеспечены
нормальные условия ее эксплуатации.
До начала съемки в горизонтальном
полете блок стабилизации нивелируют
по круглому уровню на станине. Затем
гиростабилизирующая установка
включается в той же последовательности,
что и при стендовых испытаниях.
После прихода установки в
рабочий режим (о чем сигнализирует
переключение ламп на пульте управления)
включается малая скорость коррекции,
и аэрофотоаппарат с внутренней
частью установки разворачивается
на угол сноса. При проходе входного
ориентира включается командный
прибор, и при съемке маршрута контролируется
работа автобалансира (по мигалке) и
положение пузырька круглого уровня
на блоке гиромоторов. По окончании
маршрута выключается командный
прибор, включается электрический арретир
и большая скорость коррекции. После
захода на очередной маршрут, когда
самолет будет находиться в прямолинейном
полете, гироустановка переводится
в режим коррекции. При достижении
рабочего режима включается малая скорость
коррекции. После этого начинается
съемка очередного маршрута.По окончании
съемки закрываются створки фотолюка.
Карданные кольца блока стабилизации
гироустановки скрепляются механическими
арретирами, в кассетах аэрофотоаппарата
и фоторегистратора радиовысотомера
делаются холостые перемотки пленки.
Работа регистрационной камеры статоскопа
продолжается около 2 мин, затем впечатывается
табличка. После этого все приборы
комплекта выключаются. Рукоятку установки
выдержки аэрофотоаппарата переводят
в положение, соответствующее наиболее
длинной выдержке.После выполнения съемки
все кассеты разряжают, на упаковке снятых
пленок делают необходимые надписи и пленки
отправляют в фотолабораторию.
Гиростабилизирующие установки
Гиростабилизирующие установки
предназначаются для уменьшения
углов наклона снимков.Для стабилизации
положения аэрофотоаппарата используют
свойство трехстепенного гироскопа (электрического
двигателя в кардановом подвесе
с тремя степенями свободы
вращения ротора относительно пространственных
осей координат) сохранять в пространстве
положение оси ротора. Для обеспечения
неизменного положения оси ротора
относительно истинной вертикали, которая
изменяет свое положение в пространстве
вследствие вращения Земли, гироскоп снабжается
корректором, которым является тот
или иной тип маятника. Корректор
реагирует на изменение положения
истинной вертикали и воздействует
на гироскоп таким образом, что положение
оси его ротора сохраняется неизменным
по отношению к истинной вертикали.
Гиростабилизирующая установка
Н-55
Гиростабилизирующая установка
Н-55 является установкой гирорамного
типа для стабилизации аэрофотоаппаратов
АФА-ТЭ с фокусными расстояниями
55, 70, 100, 140 и 200 мм. Стабилизация выполняется
относительно двух осей. Комплект установки
состоит из блока стабилизации, блока
коррекции, пульта управления, инвертора,
соединительных электрошнуров, комплектующих
элементов, запасных частей и укладочных
ящиков.Блок стабилизации состоит из
двухосного карданового подвеса, на
котором расположены стабилизируемый
аэрофотоаппарат и блок гироскопов,
моторов стабилизации, арретирующего
устройства и амортизационной рамы.На
внутреннем кольце в подвеске установлен
аэрофотоаппарат, а на шарнирном
соединении -- мост с гиромоторами. В
откинутом положении мост фиксируется
запором. Откидывание моста обеспечивает
удобство смены кассет аэрофотоаппарата.
Внутреннее кольцо связано с внешним
кольцом, а последнее -- с кольцом
углов сноса через специальные
редукторы с моторами стабилизации.
Кольцо углов сноса может вращаться
на ±25° относительно рамы, связанной
через амортизаторы с рамой, которая
нивелируется винтами, установленными
на основании. Поворот колец кардана
осуществляется в пределах ±6°.Установка
имеет механические арретиры, фиксирующие
положения колец, и электрические
(соленоиды, запирающие редукторы моторов
стабилизации), сблокированные с включением
гиромоторов.Мост несет на себе два
гиромотора типа АП-5 с потенциометрами
(датчики коррекции) и магнитными
корректорами (датчики моментов). Каждый
гиромотор с соответствующей
осью карданового подвеса образует
трехстепенный гироскоп.В качестве
датчика вертикали используют электролитический
уровень, установленный для удобства
регулировки и кардановом подвесе.
Уровень представляет собой чувствительный
элемент, реагирующий на наклоны
относительно вертикали. Для точного
согласования нейтрального положения
уровня с плоскостью прикладной рамки
аэрофотоаппарата (т. е. с плоскостью
снимка) электролитический уровень
в последнее время устанавливают
непосредственно в аэрофотоаппарате.
Сигналы от уровня поступают на магнитные
корректоры.Для балансировки блока
стабилизации предусмотрены сменные
подкладки для подвески аэрофотоаппарата,
специальные грузы, перемещающиеся
по пинту. Для учета изменения
положения центра тяжести системы
при перемотке пленки в кассете
аэрофотоаппарата имеется автобалансир,
расположенный под блоком гиромоторов.
Автобалансир представляет собой груз,
перемещающийся при помощи соленоидного
привода при поступлении электрических
импульсов от аэрофотоаппарата. При использовании
пленки длиной менее 60 м применяют набор
сменных грузов, компенсирующих недостающее
количество пленки.Блок коррекции состоит
из шасси, на котором смонтирована схема
блока, и кожуха. Последний через амортизаторы
крепится к основанию. На передней панели
находятся разъем для соединения с пультом
управления и выводы четырех регулировочных
реостатов.Пульт управления обеспечивает
электрическую взаимосвязь блоков установки,
дистанционное управление и контроль
за работой гироустановки. К пульту управления
подключаются (рис. 99): блок стабилизации,
блок коррекции, инвертор, командный прибор
аэрофотоаппарата (КПТ-3), один или два
статоскопа (С-51.М), один или два фоторегистратора
радиовысотомера (ЛРФА-7), регистратор
радиогеодезической системы (ФРЦ), один
или два дополнительных синхронно работающих
аэрофотоаппарата. Стабилизируемый аэрофотоаппарат
подключается через систему блока стабилизации.
Питание всей системы осуществляется
через пульт управления, для чего он включается
в бортовую сеть самолета. На передней
панели пульта управления размещены общий
выключатель, предохранитель, электроразъемы
для связи с блоком коррекции и блоком
стабилизации, сигнальная лампа подачи
питания, вольтметр, сигнальные лампы
поперечных и продольных углов наклона,
переключатель скорости коррекции («большая
-- малая»), головка реостата скорости коррекции,
переключатель «арретир -- коррекция»
и выключатель « инвертор -- гиромоторы».
На боковых стенках расположены разъемы
для подключения к бортсети самолета и
для подключения блоков и приборов.Инвертор
ПЛГ-1Ф предназначен для питания электролитического
уровня и вырабатывает трехфазный ток
напряжением 36 в с частотой 400 Гц.
Техническая характеристика
АФА-ТЭ
Формат кадра АФА-ТЭ -- 18x18
см. В серединах сторон прикладной
рамки имеются механические координатные
метки, в двух углах расположены
регистраторы часов и уровня.Кассета
АФА-ТЭ рассчитана на аэропленку шириной
19 см. На катушку наматывается 60 м
аэропленки (при ее толщине ----0,18 мм),
что позволяет выполнить около
300 снимков без перезарядки. Транспорт
пленки осуществляется механизмом, в
котором звеном, тянущим аэропленку,
является наматывающая катушка. Постоянство
длины перематываемого за один цикл
отрезка пленки обеспечивается линейным
регулятором. В кассетах АФА-ТЭ транспорт
аэропленки происходит на величину 190
мм с точностью ±2 мм. Выравнивание
аэропленки в плоскость осуществляется
присасыванием ее к прижимной
доске кассеты. Поверхность прижимной
доски имеет минимальные (±0,01 мм)%
отступления от плоскости. Перед
выравниванием аэропленки прижимная
доска прижимает пленку к прикладной
рамке корпуса, а пленка подвергается
дополнительному натяжению. Величина
вакуума, необходимого для качественного
выравнивания, находится в пределах
от 30 до 80 см вод. ст. в зависимости
от сорта основы аэропленки.АФА-ТЭ является
автоматом, работающим по импульсной схеме
с продолжительностью цикла 2,3 сек.
Цикл работы АФА начинается с экспонирования,
т. е. со срабатывания затвора, затем
происходит завод затвора и транспорт
аэропленки, после чего АФА вновь
готов к выполнению очередного цикла.В
качестве приводов как в корпусе
(для обеспечения работы затвора),
так и в кассете (для обеспечения
транспорта аэропленки) используют сериесные
электромоторы МС-160 мощностью 15 вт
с редуктором, выходная ось которого
делает 160 об/ мин. Моторы снабжены тормозными
муфтами, которые значительно снижают
перебег ротора после выключения
тока.Прибором управления служит командный
прибор КПТ-3, который выполняет дистанционное
включение и выключение аэрофотоаппарата,
устанавливает интервалы времени
между моментами фотографирования,
производит одиночные снимки. В командном
приборе обеспечен контроль числа
выполненных циклов и световой контроль
подачи импульса и транспорта аэропленки
в кассете АФА-ТЭ. Следует отметить, что
АФА-ТЭ может работать от любого прибора
управления, подающего импульс тока напряжением
27 s и длительностью 0,15--0,20 сек. 96АФА-ТЭ
питается постоянным током напряжением
27±10% в. Потребляемая мощность: средняя
30 от, в импульсе 150 вт.
Интерференционный метод
При открытом затворе через
объектив аппарата в камеру направляется
монохроматический пучок света.
В случае неплотного прижима пленки
к стеклу отраженный от пленки свет
интерферирует со светом, падающим
на пленку. Темные и светлые интерференционные
полосы рисуют микрорельеф поверхности
пленки подобно горизонталям на карте.
После проявления экспонированной
таким образом пленки рельеф можно
изучать по негативу. Величина сечения
этих горизонталей зависит от угла
падения лучей, что необходимо учитывать
при определении неровностей
в различных частях кадра. Для
контрастного изображения интерференционных
линий нужен точечный источник монохроматического
света. Чтобы осветить весь кадр пленки
в аэрофотоаппарате, контрольная
установка должна быть снабжена специальным
конденсором. При поверке кассет
с пневматическим выравниванием
используют приспособление с эталонным
стеклом и специальной рамкой,
имитирующей прикладную рамку аппарата.
Поскольку освещение в этом случае
происходит не через объектив аппарата,
дополнительного конденсора не требуется.
При помощи интерференции можно
проверять плоскостность столов
аэрофотоаппаратов. Способ поверки
столов АФА-ТЭ по цветным интерференционным
полосам разработан в МИИГАиК
и заключается в следующем. На
поверхность стола подложкой
вверх кладут аэропленку и разравнивают
при помощи вакуума, так что поверхность
аэропленки повторяет поверхность
стола. Далее на подложку пленки накладывают
эталонное стекло. Для освещения
используют проектор «Свет», на оправу
которого надевают диафрагму с отверстием
около 2 мм. При освещении стекла
и пленки под углом 1--3° возникают
характерные красно-зеленые интерференционные
полосы. Примечательно, что они видны
только в том случае, когда расстояние
между стеклом и пленкой не
превышает 0,01 мм, поэтому отсутствие
в какой-либо части кадра таких
полос свидетельствует о недопустимом
нарушении плоскостности. Величина
искривления стола может быть
уточнена при помощи эталонной неровности,
например полоски станиоля, помещенной
под пленку.