Изобретение относится к области фотограмметрии, в частности к фотограмметрической обработке орбитальных панорам, полученных с искусстве ных спутников Земли при помощи опти ко-механических сканирующих устройств , Известны способы трансформирования длиннофокусных снимков, имеющих большие углы наклона, с использованием двигающейся щели при одновреме ном дополнительном смещении светочувствительного материала 1. Однако непараллельность кассеты и экрана фототрансформатора и равномерность дополнительного смещения,не позволяют использовать способ для развертки орбитальных панорам. Известен также способ развертки аэроснимков (полученных с помощью панорамного аэрофотоаппарата) при п раллельном расположении кассеты и экрана проектора. Аэроснимок проектируют через двигающуюся щель с одновременным смещением кассеты и объектива вдоль его главного оптического луча и дополнительным перемещением светочувствительного материала вдоль двух осей экрана, прово димым в соответствии с особенностями панорамного аэроснимка 2. Развертка орбитальных панорам требует постоянства масштаба проектирования изображения, т.е. неизменного расстояния между плоскостями экрана и кассеты, дополнительного перемещения в своей плоскости не светочувствительного материала, а кассеты (панорамы) , причем величина и характер этого перемещения определяется геометрией орбитальной панорамы, принципиально отличной от геометрии аэроснимка, полученного с поМощью панорамного аэрофотоаппарата. Этот способ не может быть применен для развертки opaiTanbHbix панорам. Кроме того, обязательное перемещение щели ограничивает возможность реализации способа в-различных конструктивных вариантах, а его сложность не позволяет осуществить простую реализацию развертки с использованием существующих средств. Целью изобретения является устранение искажений орбитальной панорамы за геометрические особенности ее построения и кривизну Земли, повышение точности и производительности обработки. Это улучшает измерительные и 3 информативные свойства панорам, что .важно с позиций их привязки и дешиф рирования, и позволяет производить изготовление фотосхем, которые знач тельно увеличивают и улучшают возможность обзорности больших площаде земной поверхности. Высокая скорост и простота получения развернутых па йорам Позволяет использовать их при оперативной обработке материалов ск НёрнЬй съёмки. Эта цель- достигается тем, что пан рама (негатив), уложенная в кассету проектора, проектируется при постоян ном коэффициенте увеличения на свето чувствительный Материал, совмещенный с экраном, через параллельную оси па норамы щель, длина которой равна дли не спроектированного кадра панорамы а ось панорамы совпадает с осью X, образуемой пересечением панорамы с плоскостью орбиты. Проектирование производится при двигающейся щели и неподвижном светочувствительном материале, или при неподвижной щели и перемещающихся, в своих плоскостях на встречу друг другу панорамы и светочувствительного материала по направлению, перпендикулярному щели. В про цессе проектирования панорама дополнительно смещается вдоль оси Y на ве личины поправок, соответствующие зна чениям ординат проектируемых точек панорамы. НеобхЬдимость введения поправок (дополнительных смещений) именно в положение панор { 1Ы вызвана сравнительно, большой их вет1ичиной и нелинейным характером. Это приводит в случае введения поправок в положение светочувствительного материала к значительной неравномерности про- изводимой экспозиции (в отношении до 1: 5, 1:4) и следовательно к невозможности получения качественного изображения на развернутой панораме. При съемке с круговой или близкой к ней -орбите панорама характеризуется сравнительно одинаковым масштабом по направлениям, параллельным оси X панорамы. В то же время по перпендикулярным направлениям масшта быстро меняется, становясь на краю панорамы в несколько раз мельче (при больших углах сканирования), чем в центральной части. В результате развертки панорамы масштаб изображения выравнивается. Величина поправок, которые должны вводиться при развертке, зависит от . герметрических особенностей построения панорам и кривизны ..Земли. На фиг. 1 показана схема учета геометрических особенностей построения панорамы; на фиг. 2 - схема влияний кривизны Земли; на фиг.З- вид кривой поправок для развертки панорамы; на фиг. 4 - схема щелевого у стрсэйства. Особенности-построения эа ключают с5 ТОМ , что точка местности скани2руется при съемке на условную окружность, центром которой является .центр проекции,, а радиус равен условному фокусному расстоянию fy съемочного устройства с учетом записи изображени вдоль оси у на фототелеграфном аппарате. Поскольку в процессе записи изображение выпрямляется, то произвольная точка а на условной окружности получается на панораме в точке а (фиг. 1), причем , где I - угол сканирования, т.е. угол между сканирующим лучом и плоскостью орбиты. На фиг. 1 точка панорамы а проектируется с помощью объектива S в точку ар светочувствительного материала. Для перспективного преобразования условного изображения на окружности в соответствующее изображение на плоскости следует при развертке для точек с ординатой, равной Yol,сдвинуть панораму вдоль оси Y на величину аа (т.е. точка аперемещается в точку а) так, чтобы проектирующий луч Soпрошел через условную тОчку а, образуя с оптической осью угол сканирования . Следовательно величина поправки .-oa- -ig- p , или в общем виде AYp-f( . (Я Если средний масштаб панорамы вдоль прямых, параллельных оси X, не равен масштабу 7 на оси панорамы в перпендикулярном направлении, то для выравнивания этих масштабов при развертке нужно, чтобы - . C2V , . |ж5(Г веПри . 90 мм. личина Y s: 80 мм и uYp -х 25 мм. Учет кривизнй Земли иллюстрируется фиг. 2. На ней S - центр проекции, с помощью которого сканируемая точка А Земли (принимаемой за сферу) проектируется при съемке в точку а условного изображения; SO - надирный луч, проходящий через центр сферы о Выпрямив дугу ОА до совмещения с горизонтальной прямой OD, получают точку А , при этом ОА-О А. Так как сканирующий луч SA пересекает горизонтальную прямую в точке А, то величина поправки за кривизну Земли в положение точки .а панорамы при равна , „ f V АА дЧка А А . где Н - высота съемки. Отрезок AA -A0-A o R4-Hlg-|, где R - радиус сферы; LAOO - широта точки А в подспутниковой системе координат. Следовательно, в общем виде ,A4K.(R.V-H-tgrl y4-, Зависимость между | и У определяется формулой R-sins ig-jg; .- ..,. ..,..-.. .. (4) (Ч-С05Ч ) При mjiep Шу u fK /R4Htg: y-.. / CD Если fy 90 мм, , R 5; 6400км, км, то UYK -10 мм. При введении суммарных поправок в случае ту I I U :R Ч ДЧ --лЧр-йЧк --. Чр-Ч (6) Если проектирование точек сферы на прямую OD (фиг. 2) производится из центра сферы О или ортогонально, то соответственно , j..,f .. ПХСР Значения Yp , Yp, Yp близки одк другому, например, при Н 4900км -S0° у 90 мм (Yp2-Yp)c:2 мм и (Yp,-Yp) ,5 мм, однако, нескольк более лучшие результаты в сходимости масштаба дает развертка с введением поправок л YJi . В процессе развертки панорама, то есть кассета проектора, дополнительн смещается вдоль ее оси ординат на величины поправок (или AY, u.Y) , соответствующие значениям Y точек панорамы, проектируемых на све точувствительный материал через щель параллельную оси X панорамы. Кассета и экран при этом параллельны, а расстояние между ними вдоль оптической оси объектива -не меняется. В результате ординаты Y точек панорамы преоб разуются в соответственные величины Ур (или Yp2 } Ypj) на развернутой па нораме и тем самым вводятся поправки за геометрические особенностей построения панорамы и кривизну Земли . Углы сканирования I при этом не feoc станавливаются. Остающиеся на развернутой панораме смещения за рельеф И: углы наклона сравнительно невелики (в большинстве случаев меньше 2 мм). При необходимости эти смещения, как и сфероидичность Земли, могут быть учтены в процессе географической привязки. В процессе развертки можно перейти от изображения, полученного, с околокруговой орбиты ИСЗ, к соответствующему изображению в случае, если орбита бы ла бы круговой, изменяя нужным образом значения AY. Развертка панорам производится с использованием фототрансформатора или проектора с децентрационным движением кассеты, щелевого устройства 26 смаркой и кривой поправок. Кривая поправок и контрольные штрихи.для нужной укладки панорамы в кассету фототрансформатора и.пЪследующей проверки правильности развертки строятся на прозрачном материале размером 30x30 см. Кривая поправок, с помощью которой реализуется развертка, строится в прямоугольной системе координат ОУрлУ (фиг. 3), причем вдоль оси Yp откладываются развернутые- значения YP (например, для точки а величина Ypo(Yo( + u..Yc() , а по другой оси - величина поправки AY (для той же точки а - величина AYO) . Вычисление Y производится по формуле (6) с использованием зависимости (4), по формулам (7) или (8) . Контрольные- штрихи должны располагаться параллельно оси Yp(Y -t uY). Средние из них являются начальными - с ними должна совмещаться ось панорамы. Прозрачная основа приклеивается к кассете. Для данной съемки кривая поправок является постоянной. Негатив панорамы закладывают в кассету, совмещая ось панорамы с начальными штрихами (положение оси панорамы должно быть определено достаточно надежно, поскольку от этого зависит точность развертки). На фиг. 3 схематй геекИпЬказана кассета с пр озрачной основой, на котору-ю нанесена кривая поправок и штрихи, и уложенный нужным образом негатив панорамы. Перед началом развертки экран и кассета фототрансформатора (например, ФТБ) приводятся в горизонтальное положение, а расстояние между ними и объективом устанавливается в соответствии с коэффициентом увеличения К. Кассета движениями X и продольной децентрации ориент.ируется так, чтобы с осью вращения экрана, определенной из юстировок фототрансформатора, совпало изображение соответственной пары штрихов палетки, наиболее близкой к оси экрана при среднем отсчете по шкале продольной децентрации. Отсчет по Шкале поперечной децентрации тоже должен быть средним. Далее все зажимные винты дгшьнейшем при обработке других панорам данной съемки такие Установки больше не производятся. - - При развертке применяют щелевое устройство. Вращение ходового винта 1, задаваемого электромотором, вызывает движение с постоянной скоростью каретки 2 вдоль направляющих 3, шторки 4 и щели 5. Направление движения при развертке показано на чертеже стрелкой (фиг. 4). Чтобы спроектированная кривая поправок не закрывалась в процессе развертки, шторка 5 сделана из мягкого черного материала, наматывающегося на барабан 6. Для Д013МОЖНОСТИ развертки перпендикулярно направляющим 3 располагаются жес ко связанные с ними Направляющие 7, Вращение ходового винта I через конические шестерни передается на вин 8, который перемещает каретку 9 с маркой 10. Каретка 9 движется с такой же скоростью, что и каретка 2 (направление движения при развертке показано на чертеже стрелкой). Щелевое устройство устанавливает ся на экране ФТБ (шторка и ще.пь при этом находятся над экраном на расст НИИ 2-3 мм) так, чтобы при среднем положении каретки 2 относительно хо дового винта 1 щель совпала с проек цией оси панорамы, а марка 19 - с Проекцией точки d кривой поправок (см. фиг. 4), спроектированной на экран. Установка производится прибл жениями, путем небольших изменений положения каретки 2 относительно ви та 1 и положения щелевого устройств относительно экрана. После установк щелевое устройство закрепляется на экране и в дальнейшем такая установ ка больше, не производится. Для полу чения хорошего фотографического качества важно постоянство ширины щел на всем ее протяжении. Для уменьшен влиянйя смаза -изображения ширина ще ли должна равняться 0,1-0,2 мм. Перед началом развертки каретка щелевого устройства вместе с щелью перемещается в крайнее положение, пр котором щель располагается вблизи б рабана 6, а каретка 9 - суютвётствен но на левом (фиг. 4) краю винта 8. Движением рукоятки продольной децент рации совмещают кривую поправок с маркой 10. Под шторку укладывают све точувствительный материал. ; Затем включается мотор и в процес се движения щели и марки,10 оператор рукоятью продольной децентрацйи непрерывно смещает кассету так, чтобы спроектированная кривая поправок была все время совмещена с маркой, вво дя тем самым необходимые Поправки и получая после фотографической обработки развернутую панораму. Развертка панорам с йспользованием кривой поправок проводится с применением фототрансформатора для трансформирования снимков, имеющих большие углы,наклона, В этом случае основные плоскости такого фототрансформатоЕ)а устанавливаются взаимно параллельными, светочувствительный материал должен быть неподвижным., Синхронно движению щели, но в перпендикулярном ей направлении, должна двигаться марка. Процесс развертк осуществляется путем децентрационног смещения, кассеты с использованием кривой, поправок. По предлагаемому способу получают в результате развертки примерно одномасштабное изображение. Преобразование панорамв примерно одномасштаб ные изображения улучшают измерительные и информационные свойства панорам, что важно с позиций их привязки и дешифрирования. Кроме того, развернутые панорамы могут быть использованы для приготовления фотосхем. Все это расширяет возможности использования материалов сканерной съемки. Отмечается высокая скорость и надежность развертки. На получение развёрнутого кадра практически уходит столько же времени, что и при контактной печати, поскольку это время, в основном, тратится на одинаковый по длительности процесс фотографической обработки. Данное обстоятельство позволяет использовать развернутые панорамы для оперативной обработки. Совместить марки щелевого устройства с кривой поправок в процессе развертки проще, чем совместить измерительную марку с поверхностью геометрической модели при дифференциальном фототр.ансформировании. Уверенное совмещение марки с кривой поправок осуществляется при скорости движения щели порядка 4-5 мм/с. Однако -даже при скорости движения щели околхэ 1 мм/с на всю развертку уходит всего лишь 4-5 мин. При автоматической реализации способа скорость развертки значительно возрастает. Способ реализуют с использованием широко распространенного фототрансформатора или проектора и сравнительно простого щелевого устройства. В то же время несложность формул поправок, вводимых при развертке, позволяет достаточно просто автоматизировать этот процесс. В результате проведенных больших по объему экспериментальных работ с использованием ФТБ и щелевого устройства получены развернутые панорамы хорошего фотограмметрического (средняя квадратическая погрешность в положении точек развернутых панорам из-за . ошибок развертки ,2 мм) и фотографического качества при достаточно высокой скорости изготовления. При изготовлении фотосхем из развернутых панорам трех смежных витков расхождения по порезам не превышают 1,5 мм. Выполненная географическая привязка развернутых панорам, приведенных к круговой орбите ИСЗ, показала, что в этом случае процесс привязки ощутимо облегчается и ускоряется .за счет отсутствия необходимости учета изменения высоты съемки, а точность возрастает в 1,2 раза. Формула изобретения 1. Способ развертки орбитальных панорам путем щелевого оптического, проектирования уложенной в кассету панорамы на светочувствительный материал, наложенный на экран проекто ра параллельно панораме, отличающийся, тем, .что, с целью устранения искажений панорамы за гео метрические особенности ее построения и кривизну Земли, повышения точности и производительности обработки процесс проектирования осуществляют при неизменном расстоянии между плос костями кассеты и экрана путем перем щения щелевого устройства по экрану параллельно оси X панорамы при одновременном синхронном смещении панорамы по оси Y на величину AV; 1у ХСР где R - радиус сферы Ч - широта точки наблюдения в подспутниковой системе коор динат; масштаб изображения по оси X. 2. Способ по п. 1, отличаю щ и и с.я. тем, что дополнительное смещение панорамыпроизводят при неподвижной щели и перемещающихся в сйоих плоскостях навстречу друг другу панорамы и светочувствительног.о материала по направлению, перпендикулярному щеЛи. 3, Способ по п. 1,отлича ющ и и с я тем, что введение поправок при развертке осуществляют дополнительным смещением кассеты так, чтобы марка щелевого устройства совмещалась с изображением уложенной вместе с панорамой в кассету проектора кривой поправок,положение точек которой вдоль оси определяется величинами ординат развернутойпанорамы, а в поперечном направлении величинами поправок за геометрические особенности панорамы и кривизну Земли, причем ось кривой должна располагаться параллельно оси X панорамы. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР I 146501, кл. G 01 с 11/02, 1962. 2.Авторское свидетельство СССР № 173961, кл. G 01 С 11/02, 1965.
Фиг 1
- Начальн щ штрих
