Топографические аэрофотоаппараты обеспечивают получение аэроснимков, обладающих высокими как измерительными, так и изобразительными свойствами. Так как фотограмметрические методы, применяемые в настоящее время при составлении топографических карт по аэроснимкам, основаны на предпосылке, что аэроснимок является центральной проекцией точек местности на плоскость, то конструкция топографических аэрофотоаппаратов должна обеспечивать получение ортоскопических аэроснимков. Поэтому топографические аэрофотоаппараты являются кадровыми, в них не применяются шторно-щелевые аэрофотозатворы. Для обеспечения высоких измерительных и изобразительных свойств получаемых аэроснимков топографические аэрофотоаппараты снабжаются ортоскопическими аэрофотообъективами с хорошей контрастно-частотной характеристикой; конструкция этих аэрофотоаппаратов обеспечивает высокоточное выравнивание аэрофотопленки в плоскость при экспонировании, возможность получения аэроснимков с заданным продольным перекрытием. Непременное условие, выполнение которого предусматривается в топографических аэрофотоаппаратах, - неизменяемость элементов внутреннего ориентирования аэрофотокамеры и остаточной дисторсии, а также постоянство других характеристик аэрофотоаппаратов в любых условиях их эксплуатации: на малых и больших высотах, при низких и высоких скоростях полета, при использовании пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов.
Так как решение измерительных задач по аэроснимкам требует точного знания элементов внутреннего ориентирования аэрофотокамеры и дисторсии изображения, то топографические аэрофотоаппараты периодически калибруются. Кроме того, в топографических аэрофотоаппаратах дополнительная информация регистрируется наиболее полно.
Топографические АФА дают возможность получать изображение с малыми искажениями ортоскопии; средние значения дисторсии изображения лучших аэрофотоаппаратов - 5 - 10 мкм, Отечественные топографические аэрофотоаппараты АФА-ТЭ и АФА-41 в большинстве своем соответствуют предъявляемым к ним требованиям.
Выпускаемые отечественной промышленностью АФА по размеру кадра, могут быть разделены на две группы: стандартные 18´18 см. и широкоформатные 30´30 см. Все топографические АФА имеют аэрофотоснимки стандартного формата. Западноевропейский стандарт снимков - 23x23 см.
По величине фокусного расстояния АФА подразделяются на короткофокусные (f <150 мм), среднефокусные (f =150-300 мм) и длиннофокусные (f >300 мм), или соответственно - на узкоугольные, нормальные и широкоугольные.
Несмотря на большое разнообразие, все топографические АФА имеют ряд общих частей и элементов. Схема его устройства показана на рис. 19. Он имеет фотокамеру 1 и кассету 2, как правило, съемную.
Фотоамера состоит из корпуса 5, объективного блока 6 и прикладной рамки 7, к которой в момент экспонирования должен прижиматься эмульсионный слой фотоматериала. В нижней части объективного блока вмонтирован объектив 8. Расстояние от задней узловой точки S2 объектива до плоскости прикладной рамки 7 постоянно и равно фокусному расстоянию АФА. Между компонентами объектива установлены диафрагма 9 и центральный многодисковый затвор. Конструкции затворов рассчитаны на диапазон выдержек от 1/50 до 1/1000 сек. и меньше
Для надежного выравнивания аэрофотопленки в плоскость прикладной рамки устанавливается выравнивающие плоскопараллельное стекло 10. На нем выгравированы координатные метки, контрольные линии или координатная сетка в виде крестов, с промежутками в 1 или 2 см. В нижней части фотокамеры под объективом устанавливается защитное стекло 11, а между защитным стеклом и объективом – светофильтры 12.
Кассета служит для размещения аэрофотопленки и предохранения ее от воздействия света. В ней есть механизмы для выравнивания пленки в плоскость и ее перемотки (направляющие валики, сматывающая 13 и наматывающая 14 катушки).
Выравнивание осуществляется пружинным столом кассеты 15 путем прижима пленки к плоскости выравнивающего стекла. Если его нет, то создается дополнительное давление в фотокамере или вакуум в кассете, и пленка прижимается к рабочей поверхности прижимного стола. В этом случае система координат снимка (плоскости изображения) и положение его главной точки определяются координатными метками прикладной рамки 7.
Для удобства перезарядки и эксплуатации у большинства АФА кассеты легко отделяются от корпуса. На катушке кассеты размещается до 120 м аэрофотопленки, что позволяет при формате кадра 
получить до 560 фотоснимков.
В нашей стране наиболее распространены аэрофотоаппараты: АФА-ТЭ, АФА-ТЭС, АФА 41, ТАФА.
Отличительная особенность широко применяемых аэрофотоаппаратов АФА-ТЭ (топографический, электрический) - большое разнообразие фокусных расстояний: 55, 70, 100, 140, 200, 350 и 500 мм при размере кадра 18х18 см. В этих аэрофотоаппаратах в основном применен вакуумный способ выравнивания аэрофотопленки. Однако в отдельных моделях, например, АФА-ТЭС-10 (f' = 100 мм) и АФА-ТЭС-7 (f' = 70 мм), аэрофотопленка для выравнивания прижимается к стеклу, имеющему сетку контрольных меток. Разрешающая способность системы аэрофотообъектив - аэрофотопленка средней чувствительности - 60-30 мм-1 в центре и 30-10 мм-1 на краю поля изображения, дисторсия изображения не превышает 10-20 мкм. Аэрофотоаппараты АФА-41 имеют размер кадра 18х18 см, для выравнивания аэрофотопленки используется стекло.
АФА-ТЭС выпускаются с объективами, имеющими фокусные расстояния 50, 72 и 100 мм. Выравнивание фотоплёнки в плоскость осуществляется путём её прижима к стеклу, помещённому в фокальной плоскости объектива. Диапазон выдержек до 1/700 – 1/850 с. Цикл работы фотокамер от 1,2 до 2,4 с.
АФА-41 предназначен для аэрофотосъёмок с высот до 20 км. У АФА-42 размер кадра 30Х30 см.
За рубежом топографические аэрофотоаппараты выпускают фирмы Германии, Швейцарии, США и других стран. В нашей стране используются АФА MRB и LMK (Карл Цейсс), RMK (Оптон, ФРГ), RC-10 (Вильд, Швейцария). Формат их кадра 23´23 см.
Аэрофотоаппараты, выпускаемые предприятием Карл Цейсс, Иена; MRB 21/1818, f = 210 мм, размер кадра 18X18 см: MRB 11,5/1818, f =115 мм, размер кадра 18X18 см; MRB 15/2323, f = 152 мм, размер кадра 23X23 см; MRB 9/2323, f = 88 см, размер кадра 23X23 см. В этих аэрофотоаппаратах применен вакуумный способ выравнивания аэрофотопленки, остаточная дисторсия объективов Ламегон и Супер-Ламегон не превышает 5-8 мкм; при создании отдельных образцов аэрофотообъективов этого типа (PI) удалось устранить хроматическую аберрацию для видимой и ближней инфракрасной зоны спектра. Отдельные аэрофотоаппараты MRB имеют оптический клин, который впечатывается на каждый кадр. Разрешающая способность АФА-MRB 9/2323 при использовании аэрофотопленки средней чувствительности - 85 мм-1 в центре и 20 мм-1 на краю поля изображения.
Таблица сравнения характеристик аэрофотоаппаратов
|
Характеристики
|
Типы аэрофотоаппаратов
|
| АФА-ТЭ
| АФА-41
| АФА-42
| АФА-ТЭС
| ТАФА-10
| MRB
| LMK
| RMK TOP
|
| Фокусное расстояние, мм
| 55;70;100;140;200; 350;500
| 75;100; 200
| 200;500; 750;1000
| 50;70; 100
| 100
| 90;152; 305
| 152
| 153; 305
|
| Формат кадра, см
| 18х18
| 18х18
| 30х30
| 18х18
| 18х18
| 23х23
| 23х23
| 23х23
|
| Эффективная минимальная выдержка, с
| 1/300-1/400
| 1/700
| 1/500-1/800
| 1/700-1/850
| 1/70-1/1000
| 1/1000
| 1/500
| 1/500
|
| Остаточная дисторсия, мкм
| 200
| 100
| 300
| 10-50
| 10
| 6(8-20)
| 5-2
| 3
|
| Разрешающая способность (центр- край), мм
| 40-25 28-10
| 60-42 20-7
| 35-8
| 70-55 22-18
| 90-15
| 95-20
| 250-65
| 90-15
|
| Наличие фотометрического серого клина
| Нет
| Нет
| Нет
| Нет
| Нет
| Есть
| Есть
| Есть
|
2020-04-07
573
