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第二节 航测内业仪器

  一、纠正仪
    纠正仪为航空摄影测量中进行像片纠正的仪器。主要部分有照明设备、底片盘、投影物 镜、承影板、满足光学条件的控制器以及操作手轮、脚轮等。1960年.省水利厅勘测设计院 陈友梅等用旧的航空摄影机镜头制成简易反光纠正仪,解决了当时航摄像片纠正镶嵌工作的 需要。这是省内最早的一台自制纠正仪。
    1963年,国测二分局航测队使用的纠正仪共有5台,其中苏联产型2台,东德产SEG— 1型3台,均为垂直式大型纠正仪。两种仪器结构相同,可供像幅30厘米×30厘米像片纠正使 用。纠正仪主要用于编制像片平面图,利用单张像片摄影过程的几何反转,通过5个自由度动 作,将带倾斜的中心投影像片,转化为统一比例尺的垂直投影像片,消除了像片的倾斜误差 。
    1974年,省地质测绘队购进1台无锡测绘仪器厂生产的H—30大型纠正仪。该仪器是按变 换光束纠正原理设计的。采取垂直式投影,结构轴与主光轴重合。倾斜承影面和底片平面并 借圆柱控制器使三平面交于一直线,以实现交线条件,由曲线模板控制器实现光距条件,用 主合点控制器或手动离心装置实现几何条件。由于该仪器结构采用了自动离心装置,由一般 纠正仪的5个自由度减少为3个自由度(即缩放和纵横倾斜),提高了纠正作业率。该仪器可 供像幅30厘米×30厘米像片纠正使用。仪器尺寸长为1.55米、宽为1.2米、高为2.7米。重 量为750公斤。
    1975年,省林业部门购进了无锡测绘仪器厂生产的HJ—24小型纠正仪。该仪器为中国自 行设计制造的竖立式纠正仪,仪器外型尺寸长为1.16米、宽为0.8米、高为2.2米。仪器重 量为340公斤。其底片像幅为24厘米×24厘米,仪器光距条件由菱形控制器来满足,交线条件 由圆柱控制杆来满足。它与H—30型纠正仪的区别是没有自动离心装置,而采用电表显示离心 值,用手动离心底片的框架来满足离心的要求。除像片纠正作业外,便于光学镶嵌。
    1979—1981年,大庆石油管理局油田设计院航测队先后购进HJ—24型纠正仪2台,瑞士威 特大型纠正仪1台,省第四测绘大队购进瑞士威特纠正仪1台。瑞士威特 型和国产H—30大型纠正仪的结构原理大体相同,主要区别是瑞士威特大型纠正仪实现 光距条件的曲线模板控制器是通过一个直角杠杆和一套电气元件、一套伺服马达及控制传导 齿轮来自动实现的。交线条件则由蜗轮杆、空间导杆、硅光部件等一套电子模拟装置来解出 。此外还采用电动机控制的方法作放大率的粗调,用底座上的手轮作细调。在承影板上采用 真空吸压装置和磁力按钮来使感光材料压平。缩放倍率为0.8—7.0倍。镜头变形小,在1∶ 1—1∶7放大范围内量测影像误差不超过0.05毫米。
    1985年,全省有纠正仪17台,其中国产品占64.7%。
    二、立体坐标量测仪立体坐标量测仪是用于量测立体像对同名点的像平面直角坐标和坐 标差的仪器。由观测系统、导轨系统、像片盘、量测系统和照明设备等组成。有的配备自动 坐标记录装置,用于记录量测立体像对的像点坐标、左右视差和上下视差。通过计算求出加 密点的地面坐标和高程。60年代,国测二分局航测队有立体坐标量测仪10台,其中东德蔡司 1818型6台、苏联CK—2型2台、CM—4型2台。这3种仪器均用于量测18厘米×18厘米像幅像点 的坐标、左右视差和上下视差。苏联CM—4型仪器上有4个校正机械,可作立体量测仪使用。 还附有球网附件,可供处理无线电测高仪记录。
    1974年,省地质测绘队购进上海劳动仪表厂生产的HCZ—1型立体坐标量测仪2台。1975年 ,省林业部门相继购进HCZ—1型立体坐标量测仪。该仪器与蔡司1818型立体坐标量测仪在结 构上基本相同,仪器装有透光和反光两套照明设备,适于透明正片和裱板像片的观测。还配 有可自动记录观测数据的自动坐标记录装置。
    1976—1977年,省测绘局为解决大像幅控制加密的困难,将1818型改装成2323型立体坐 标量测仪。改装的仪器基本上保持了原1818型的技术指标,其生产成果既能满足18厘米×18 厘米像幅测图,又能满足23厘米×23厘米像幅测图的规范要求。1978年4月,省第四测绘大队 为完成三江平原大像幅控制点加密的急需,引进1台西德欧波同厂生产的PSK—2型精密立体坐 标量测仪。该仪器主要精密部件置于密封的箱体内,便于防尘。像片架安放在竖直的位置, 与量测格网板贴放在一起。测标固定不动,由附加的光学部件把带测标的影像一起投入观测 目镜中。像片只做X方向移动,观测系统可沿Y方向移动,从而测得像点坐标
    PSK—2型精密立体坐标量测仪附有ECOMAT21型电子坐标记录装置、自动打字机和穿孔机 。观测员每对准一对像点后,不必进行读数,只要按一下电钮,就可将点的坐标打印在纸带 上,由穿孔机和打印机输出。
    1979年,大庆石油管理局油田设计院航测队购进东德蔡司Stecometer立体坐标量测仪, 是在蔡司1818型基础上改进,可满足大像幅测量,附有自动记录和穿孔装置。仪器光路中有 影像照像及投影装置。利用这种装置可以对需要的影像部分进行照像并将冲洗出来的像片再 投影到光学系统中去,以提高相邻航线或相邻立体像对中同名像点的辨认精度。
    1985年,全省有立体坐标量测仪18台,其中国产品占50%。
    三、立体量测仪
    立体量测仪是航测分工法测图中在航摄像片上测绘等高线的专用仪器。主要由基座、总 滑床、带有像片盘的左右托架、左右视差螺子、测标架、观测系统和校正机件等部分组成。 该仪器适用于丘陵地区中、小比例尺测图。1963年,国测二分局航测队有苏联CTЦ—2型立体 量测仪35台。该仪器上安置4个模拟改正机械和2个辅助校正机械,通过4个控制点定向,建立 地面虚立体模型,消除由于航摄时外方位元素所引起的模型变形和像点左右视差改正数,进 而描绘等高线。再通过单投影器分带投影转绘,便绘成正射投影地图。
    1974年,省地质测绘队因采用航测技术,购进国产LCY—1型立体量测仪2台。1975年,省 测绘局航测队购进该型立体量测仪9台。从此,航测分工法测图主要使用国产仪器。
    1985年统计,全省有立体量测仪65台,其中国产品占86.2%。
    四、立体测图仪
    (一)多倍投影测图仪(简称多倍仪)
    多倍仪是全能法成图仪器中最简单的一种。仪器主要部分有投影器、座架、测绘台、绘 图桌和附件等。适用于测制丘陵、山地及高山地的中、小比例尺地形图。1963年,国测二分 局航测队有东德多倍仪12台。该仪器系用光学投影原理摸拟空间摄影时的成对光线束,利用 投影的同名光线对对相交,构成缩小了的地面立体模型进行测绘地物、地貌,绘出线划地形 图。多倍仪的投影器按其镜头像角的大小,又分为常角(62°)、宽角(95°一105°)和特 宽角(122°)3种。根据测图和控制加密的需要不同,仪器横梁上悬挂投影器的数目有3个、 6个和9个投影器,其构造基本上相同。1965年调出3台,还有9台常角多倍仪。其中有3个投影 器的3台,6个投影器的2台,9个投影器的4台。
    1974年,省地质测绘队购进1台国产HCD—3/122型特宽角多倍仪。从此,省内开始使用 国产多倍仪测图。
    多倍仪除用于测图外,在70年代中期以前,还用其做空中三角测量,加密测图所需的控 制点。自从采用电子计算机来解算解析法空中三角测量后,多倍仪只用于测图。
    1985年统计,全省有多倍仪30台,其中国产品占50%。
    (二)托普卡B型立体测图仪
    1974年,省地质测绘队根据工作需要引进东德蔡司托普卡B型精密立体测图仪1台。1975 年8月,省测绘局航测队为测制省内平坦地区1∶1万、1∶5000比例尺地形图的需要,引进托 普卡B型精密立体测图仪5台。仪器采用三角形加平行四边形交会形式,为机械投影类平面型 的立体测图仪。主要部分有投影系统、量测系统、观察系统和绘图系统等。仪器的主机由左 右两个机械模拟解算装置组成,每一个解算装置相应地纠正一张像片的φ、ω倾角、以恢复 像对中同名射线在航摄时的相互关系。
    仪器像片盘的承片玻璃尺寸为24厘米×24厘米,既可测绘18厘米×18厘米像幅,又可测 绘23厘米×23厘米像幅。照明设备有上、下两套,测绘主片时用上照明,测绘负片时用下照 明。观测系统的放大倍率为6倍,观测视场的直径为40毫米,可观测到较大范围的立体模型, 使得在测绘等高线和微分纠正时测标能切准模型,取得较高的观测精度。仪器的尺寸:长为 152厘米,宽为98厘米,高为130厘米。仪器重量为300公斤。
    (三)立体测图仪
    1976年12月,省测绘局根据航测工作需要,引进瑞士威特型立体测图仪3台。仪 器附加了十字导轨系统,与坐标记录仪连结后,可对模型点进行坐标记录,亦可作独立 模型法空中三角测量。适用于测制大、中、小比例尺地形图。
    仪器属于机械投影类空间型立体测图仪。它用两根金属导杆模拟一对相交的同名光线建 立立体模型,再用双测标对模型进行立体量测,从而获得地形图。仪器对不同航摄焦距的资 料,采用更换不同的焦距架,适用于焦距为88.5毫米、100毫米、115毫米、152毫米4种航摄 像片。仪器最大像幅23厘米×23厘米,模型对像片的放大率为1.4—3.0倍,观测系统放大 率为6倍。平面的相应点位误差不大于±0.2毫米。该仪器的长、宽、高为160厘米×100厘米 ×175厘米。总重量420公斤。
    1979—1980年,大庆石油设计院、省第四测绘大队引进立体测图仪5台。该仪器 与托普卡B型立体测图仪成为全省航测内汪主要测图仪器。
    (四)型立体测图仪
    1979年和1983年,大庆油田设计院、省第四测绘大队先后从瑞士引进威特精密立 体测图仪。它适用于常角、宽角和特宽角的大像幅航摄资料作业,也能进行地面摄影作业, 测绘各种不同比例尺地形图。此外,还可进行独立模型法空中三角测量。该仪器采用恢复光 束测图原理,焦距值可在85—308毫米范围内变化。仪器主要特点是稳定性强,适用范围大; 能基本上消除航摄机镜头畸变,对地球表面曲率引起的系统误差作适当改正;仪器与绘图桌 间可更换的齿轮组有13个传动比,最大传动比可达1∶8,可测绘1∶500或更大比例尺地形图 。仪器的长、宽、高(连绘图桌)尺寸分别为388厘米、317厘米、190厘米。仪器重量为140 0公斤。
    五、正射投影仪
    1984年,省测绘局为满足全省土地资源详查及林业调查的需要,引进一套瑞士威特OR— 1型正射投影仪。它由OR—1投影主机、微型计算机和配有3台测图仪及其PE2断面扫描 系统组成。
    OR—1正射投影仪是函数式光学正射投影仪器,属一级精度,高效率自动控制,使用灵活 ,既可联机作业也可脱机作业。由采集像点坐标并数字化,PE2将数字化坐标存贮在 磁带,通过电传打字机,实现人机“对话”,再由电子计算机将数据读出解算,控制OR—1主 机扫描,最后经摄影处理,获得正射投影像片。它不仅消除了像片倾角所产生的变形,同时 线性地消除了横向地面坡度变化的影响。
    OR—1仪器主要用来制作影像平面图,它综合了航空像片和线划图两者的优点,既保证了 地形图的数学精度、几何精度,又包含了航空像片丰富的信息内容,读图直观,使用方便。 在成图方法上,影像平面图大大减少了像片调绘、地物测绘和清绘的工作量,缩短了成图周 期,具有出图快、精度高的特点。
    六、解析测图仪
    1979年,大庆油田设计院因工作需要,引进了瑞士威特AC1型解析测图仪。它是一种摄影 测量绘图系统,由带有反馈系统的高精度立体坐标仪、电子计算机、数控绘图桌、控制台及 相应的软件组成。数控绘图桌可以联机作业,也可脱机作业。该仪器根据解析的数学原理形 成立体模型(是通过纯数学运算来实现),避免了机械和光学模拟的限制,从而提高了量测 精度。作业时,在立体坐标仪上观测像点,由操纵系统获得的位移信息,以脉冲方式输送给 电子计算机,解算像点坐标与模型点坐标间的关系,并按运算结果反馈控制像片盘的运动, 以始终保持浮游测标与视模型正确关系。与此同时电子计算机将信息输送给数控绘图桌,描 绘相应的地物和地貌。该仪器对摄影的主距、像片的倾角均无限制,适用于各种摄影机和摄 影方式摄取像片的测图。