14. Системы координат в фотограмметрии

Координатные системы местности используются для определе­ния пространственного положения точек местности. К таким системам относятся как левые геодезические (Гаусса, UTM, местная и др.), так и правые фотограмметрические.

Напомним, что в левой координатной системе по­следовательное преобразование осей X —>Y —>Z —>X выполняется путем вращения их по часовой стрелке; в правой -против часовой стрелки.

Геоцентрическая система координат O'X'Y'Z' (рис. 3.1) используется при решении фотограмметрических задач на боль­шие расстояния, при выполнении космических исследований и т. п. Ее начало О' совпадает с центром земного эллипсоида, ось O'Z' на­правлена вдоль его оси вращения, плоскость O'X'Y' располагается в плоскости экватора, ось О'Х' установлена в плоскости начального меридиана. Положение точки земной поверхности А в этой системе определяется прямоугольными координатами X' = А"А', У = О'А", Z' = А А.

Система координат Гаусса O_rX_rY_rZ_r (рис. 3.2) использу­ется для определения положения пунктов опорной геодезической сети и представления результатов фотограмметрической обработки материа­лов аэрофотосъемки. Ее начало О_г совмещено с точкой пересечения осевого меридиана зоны и экватора, ось О_гХ_г - с осевым меридианом, а ось O_rY_r направлена на восток. Положение точки местности А харак­теризуется координатами Х_г = A"A',Y_r = OpA", Z_v = A A.

Начало местной системы координат совмещается с произвольной точкой О_т, а оси О_тХ_т, O_mY_m и O_mZ_m параллельны соответствующим осям системы координат Гаусса. Положение точек в этой системе определяется пространственными координатами X_mt Y_m и Z_m.

Фотограмметрическая система координат OXYZ (рис. 3.2) выбирается так, чтобы зависимости между координатами соответственных точек снимка и местности имели наиболее простой вид. Ее начало совмещается с произвольной точкой (например, с точкой местности А или с центром проекции), а координатные оси направ­ляются так, чтобы система оставалась прямоугольной и правой. Чаще всего ось ОХ совмещают с направлением маршрута. Положение точек в фотограмметрической системе определяется координатами X, Y и Z.

Координатные системы аэроснимка предназначены для опреде­ления положения точек аэроснимков, являются прямоугольными, пра­выми и делятся на внутренние и внешние. Внешние координатные системы являются пространственными, а их начало совмещено с цен­тром проектирования. Внутренние системы - плоские, с началом в точке пересечения линий, соединяющих координатные метки снимка.

Плоская прямоугольная координатная система оху явля­ется внутренней и используется для определения положения точек аэроснимка (рис. 3.3, а, б). Ее начало совмещено с точкой пересечения линий 1-2 и 3-4, соединяющих противоположные механические ко­ординатные метки, ось ох - с линией 1-2 (рис. 3.3, а) или параллельно ей (рис. 3.3, б), а ось оу устанавливают перпендикулярно оси х. По­ложение точки т аэроснимка определяется координатами х_т, у_т.

Иногда ось ох совмещают с главной вертикалью, а ось оу - с гори­зонталью, проходящей через главную точку снимка, точку нулевых искажений или точку надира. Начала координат в этих случаях со­вмещают с главной точкой, точкой нулевых искажений и точкой нади­ра соответственно.

Полярная система координат является также внутренней, применяется при анализе изображения на аэроснимке и реализуется в конструкциях ряда фотограмметрических приборов. Ее начало совпадает с точкой пересечения линий, соединяющих противоположные координатные метки, полярная ось - с главной вертикалью iv0 а ее положительное направление размещено в правой части снимка. Полярный угол ф отсчитывается от положительного направления главной вертикали против часовой стрелки.

Промежуточная система координат Sxyz является внешней и пространственной. Ее начало размещено в центре проекции S, ось Sz совмещена с продолжением главного оптического луча, а оси Sx и Sy параллельны соответствующим осям системы координат аэроснимка оху.

промежут.