Файл: Методические рекомендации по измерению расходов воды рек аэрометодами..pdf

радиовысотомер с фоторегистратором показаний, работающим син­ хронно с командным прибором аэрофотоаппарата. К таким вы­ сотомерам относятся РВТД, РВТД-А, РВ-17 и РВ-10. Средняя ква­ дратическая ошибка измерения высоты радиовысотомером РВТД

составляет 1 м, а РВ-10 — значительно ниже.

Установка в самолете радиовысотомеров РВТД и РВ-10 тре­ бует привлечения специалистов, а их эксплуатация — специальных

знаний операторов.

В связи с этим применение радиовысотомеров целесообразно при производстве длительных аэросъемочных работ или в тех слу­ чаях, когда можно привлечь для съемок уже оборудованные са­ молеты.

Рис. 1-1. Схема установки буйкового базиса в потоке.

При эпизодических съемках, наиболее часто проводимых на сети Гидрометслужбы, когда самолет арендуется за день-два до съемки, выполнить установку специальных радиовысотомеров за­ труднительно и, как правило, от них приходится отказываться. В таких случаях могут быть использованы другие приемы опреде­ ления масштаба съемок, в основе которых заложен принцип срав­ нения отрезков известной длины на местности с их изображением на аэроснимке. Для этого на обеих или только на одном из берегов реки вблизи гидроствора из светлой ткани выкладываются в виде крестов опознавательные знаки. Расстояние между ними заме­ ряется и заносится в технический паспорт створа.

В качестве базиса (отрезка известной линии) может быть ис­ пользован и сам створ, на котором производится измерение рас­ ходов воды. При этом он также маркируется. Оборудование створа целесообразно делать на постоянно действующей сети, если это легко доступно для наземных средств. Подробно об оборудовании створа дано в Методических указаниях, № 72 и в гл. I разд. III.

В данных Методических рекомендациях предлагается еще один способ определения масштаба съемок, выполняемых без предвари­ тельных наземных работ, основанный также на сравнении величин отрезков в натуре с их изображением на аэроснимке. В этом слу­ чае используется плавающий базис из двух буйков, соединенных между собой нитью известной длины. Принципиальная схема буй­ кового базиса, установленного в потоке, приведена на рис. 1-1.

13

Буйковый базис состоит из якоря Р и двух цилиндрических буй­ ков А и В. К якорю крепится только буй А, а между собой буи соединяются нитью известной длины. Длина нити подбирается с таким расчетом, чтобы расстояние между изображениями буев на снимке было не менее 3 см. Система в собранном виде сбра­ сывается с самолета и после достижения дна всплывает на поверх­ ность и устанавливается по течению. Для того чтобы исключить провисание нити, соединяющей буи, буй В снабжается небольшим матерчатым парашютом.

С целью исключения возможного притапливания буя А течением нить, соединяющая его с якорем Р, задается значительно больше предполагаемой глубины в точке установки базиса (3—5 глубин).

Устройство плавающего базиса и систем для установки их с са­ молета, по существу, ничем не отличается от буев, используемых в буйковых системах для измерения глубин (см. приложение 3). Разница заключается в том, что в буйковом базисе буи вначале соединяются нитью между собой, а затем один из них (первый) крепится к якорю, а в буйковых системах для измерения глубин каждый буй крепится к якорю отдельно. Уменьшены здесь также и размеры буев, что объясняется пониженными требованиями к их плавучести. В частности, первый буй имеет диаметр 10 см, длину 12 см; второй — диаметр 10 см, длину 23 см.

Во всех случаях аэросъемок, когда масштаб съемки опреде­ ляется с помощью буйковых или мерных базисов, разбитых на створе, высота полета самолета контролируется по барометриче­ скому высотомеру. Последний дает значения высоты полета отно­ сительно высотного положения аэродрома взлета. Точность его по­ казаний зависит также и от изменчивости давления во времени и в пространстве. Поэтому, если гидроствор находится вблизи аэро­ дрома, с которого производится вылет на аэрогидрометрические работы, и известны высотные отметки аэродрома и уровня воды на гидростворе (например, определены по топографическим кар­ там крупного масштаба), то борт-гидролог должен снять показа­ ния высотомера перед взлетом самолета с аэродрома в момент выполнения аэрофотосъемки поплавков на гидростворе и после по­ садки самолета на аэродром. В этом случае разность показаний барометрического высотомера при взлете и посадке самолета, а также разность высот аэродрома и гидроствора позволяют оп­ ределить примерную высоту полета в момент аэрофотосъемки по­ плавков.

Если работы выполняются на нескольких гидростворах, распо­ ложенных на большом расстоянии от аэродрома, и полет зани­ мает длительное время, необходимо уточнять показания баромет­ рического высотомера на каждом гидростворе. Для этой цели пи­ лот снижает самолет до высоты 15—20 м и ведет его вдоль рабочего участка реки. Борт-гидролог визуально оценивает высоту полета самолета над поверхностью воды, пользуясь местными ори­

14

По формуле (1-6) находим

3. Учет величины сдвига изображения

За время экспонирования пленки самолет успевает переме­ ститься относительно объектов съемки, в результате чего изобра­ жение местности точек на снимке несколько смещается. Величина сдвига изображения зависит от времени выдержки, масштаба съемки и скорости самолета. Наличие сдвига изображения влияет на резкость изображения объектов на аэроснимке и снижает его качество.

Величина сдвига изображения подсчитывается по формуле И7ст/Н

НМ ’

где Wc — путевая скорость самолета; т — время выдержки; fH— фокусное расстояние АФА; Я — высота съемки; М — знаменатель масштаба съемки.

На качество фотографического изображения также влияет ко­ лебание самолета относительно трех осей, проходящих через центр тяжести. Перечисленные виды помех (сдвиг изображения и коле­ бания самолета) суммируются, давая общий сдвиг изображения на аэрофильме, который не должен превосходить определенного предела, принимаемого обычно равным 0,2 мм. Сдвиг изображе­ ния более 0,2 мм делает снимки объектов суши непригодными для обработки. Основной мерой борьбы со сдвигом является умень­ шение времени выдержки при съемках.

Изложенное выше относится к съемкам объектов суши, когда отдельные точки подстилающей поверхности расположены на­ столько близко друг от друга, что сдвиг изображения на снимке одних из них накладывается на изображение других. При гидро­ логических съемках указанные требования к нормам сдвига дол­ жны обязательно соблюдаться при съемках урезов воды, реек и масляных шлейфов. При съемках водных объектов ограничения в величине сдвига в значительной мере могут быть сняты. К таким съемкам, например, относятся съемки поплавков при измерении поверхностных скоростей течений и съемки буйковых систем (ба­ зисных и для измерения глубин).

Контрастное изображение красителя поплавков и буев на од­ нородной водной поверхности в виде четких точек или штрихов (при сдвиге) практически не мешает измерениям. Опыты пока­ зали, что измерения расстояний между буями базисных систем вполне возможны при смазе до 0,5 мм. Съемка пятен красителя также производилась при сдвиге изображения, превышающем 0,2 мм (до 0,3—0,4 мм). Обработка этих материалов дала хорошие результаты. Вполне понятно, что изложенное выше может быть применено только при получении высококонтрастных фотоматериа­ лов и для указанных выше съемок.

16

местности. Наиболее распространенным способом определения курса следования для осуществления полета с заданным путевым углом (ЗПУ) является подбор курса по измеренным углам сноса [16]. При этом, методом последовательных приближений добива­ ются равенства Кс + УС = ЗПУ. Для пояснения способа определе­ ния курса следования рассмотрим рис. 1-3, на котором: ON — на­ правление меридиана; ОА — вектор воздушной скорости дав; АВ — вектор скорости ветра и; ОВ — вектор путевой скорости Wc; ПУ — путевой угол; Кс— курс самолета; УС — угол сноса; о — направле­ ние ветра; ев — угол ветра.

Рис. 1-3. Схема, поясняющая определение угла сноса.

Перед началом штурманских промеров величина угла сноса не­ известна, поэтому ее принимают равной нулю, а курс следования равным ЗПУ. Как видно на рис. 1-3, путевой угол всегда равен сумме углов курса и сноса. Следовательно, в данном случае фак­ тический путевой угол (ФПУ) не будет равен ЗПУ. Чтобы умень­ шить разницу между ФПУ и ЗПУ и компенсировать снос на пер­ вом курсе, измеряют угол сноса и разворачивают самолет против ветра на угол упреждения, считая его равным измеренному углу сноса. Новый курс будет

Кс= З П У — УС.

На разных курсах углы сноса не могут быть равными. Как это видно из навигационного треугольника скоростей (рис. 1-3),

от Кс, то УСфУС ', и самолет должен быть развернут не на угол сос, а на угол о /, соответствующий УС'. Поэтому вновь на К'с

измеряют УС' и самолет выводят на К'с, довернув его на угол,

18

равный разности УС— УС'=Л.УС. Если разница между К'с и К ",

Полученное УС" является искомым значением угла ш, который берется с обратным знаком.

§ 3. Фотографическая обработка аэрофильмов

Фотографическая обработка аэрофильмов, полученных при из­ мерениях, расходов воды любым из описываемых способов, по су­ ществу, такая же как и при аэрофотосъемках суши. Указания по фотографической обработке аэрофильмов можно найти в ряде работ, например в работе [10].

Рассмотренные в данном параграфе вопросы относятся глав­ ным образом к пояснению особенностей, которые присущи фото­ графической обработке фильмов, отснятых при гидрологических съемках, в первую очередь поверхностных поплавков, буев и ги­

дробомб.

Основные требования к обработке указанных аэрофильмов за­ ключаются в достижении равномерности проявления и высокой контрастности изображения. Эти требования обусловлены двумя основными причинами: во-первых, в данном случае фотографиру­ ются отдельные точечные объекты, размеры которых на аэро­ снимке составляют всего несколько миллиметров; во-вторых, ука­ занные аэроснимки в большинстве случаев выполняются при не­ благоприятных условиях освещенности, в результате чего отдель­

тов. В этих условиях контрастность изображения является особо важной.

Для проявления фильмов гидрологических съемок могут быть использованы проявочные приборы с перематыванием пленки, ко­ торые в настоящее время получили широкое распространение при обработке аэрофильмов суши. К таким приборам относятся РПП-1, АМПП-4 и др. Перематывающие приборы имеют малые габариты и вес, облегчающие их применение в полевых условиях, а также просты в обслуживании и требуют сравнительно небольшого рас­ хода проявителя.

Основным недостатком перематывающих приборов является на­ рушение свободной диффузии обрабатывающих растворов в свето­ чувствительный слой и продуктов реакции из слоя. Вследствие этого химические процессы замедляются и увеличивается вероят­ ность неравномерной обработки пленки по ее длине. Наиболее резко выражена неравномерность проявления на концах аэро­ пленки. Как правило, проявляются резко выраженные полосы с ма­ лой оптической плотностью, ухудшающие качество аэронегативов.