RU2078309C1 - Method of determination of space coordinates of target - Google Patents

Method of determination of space coordinates of target Download PDF

Info

Publication number
RU2078309C1
RU2078309C1 SU4537427A RU2078309C1 RU 2078309 C1 RU2078309 C1 RU 2078309C1 SU 4537427 A SU4537427 A SU 4537427A RU 2078309 C1 RU2078309 C1 RU 2078309C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
target
reference points
coordinates
point
points
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.М. Якушин
Original Assignee
4 Центральный научно-исследовательский институт МО РФ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 4 Центральный научно-исследовательский институт МО РФ filed Critical 4 Центральный научно-исследовательский институт МО РФ
Priority to SU4537427 priority Critical patent/RU2078309C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2078309C1 publication Critical patent/RU2078309C1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: proving ground tests of samples of armament and military equipment. SUBSTANCE: for determination of space coordinates of target n reference points are chosen, targets and reference points are sighted and photographed from N points with known coordinates, photographs are interpreted, reference points are identified, coordinates of reference points are measured in coordinate system which two axes lie in plane of photograph and third one is perpendicular to this plane and passes through center of photograph and space coordinates of target are calculated by coordinates of reference points known a priori and by measured coordinates of same reference points. For increase of accuracy of determination of coordinates direction cosines are additionally measured for each observation point between sighting lines to reference points and between directions passing through rear main point of photoregister and images of reference points, they are intercompared and direction cosines measured between directions passing through rear main point of photoregister and images of target and reference points are compensated by value of obtained difference, then space coordinates of object are determined by compensated values of direction cosines and known directions to reference points as point of crossing of right circular cones with vertex of each of them coinciding with observation point ands semispan of angle is equal to angle between directions to target and reference point. EFFECT: increased accuracy of determination of space coordinates of target.

Description

Изобретение относится к полигонным испытаниям образцов вооружения и военной техники и может быть использовано при определении параметров движения объектов наблюдения /испытаний/ по данным фоторегистрирующих /оптических/ средств траекторных измерений. The invention relates to field tests of samples of weapons and military equipment and can be used to determine the motion parameters of the objects of observation / testing / according to photo-recording / optical / means of trajectory measurements.

Известен так называемый пеленгационный способ определения пространственных координат цели по данным оптических измерений с двух или более пунктов, разнесенных в пространстве. Положение цели в пространстве в этом случае определяется как точка пересечения n-линий визирования, где n - число оптических средств, задействованных в измерениях. При этом каждая линия визирования в пространстве определяется азимутом (α) и углом места (β)(α,β - угловые координаты цели). The so-called direction-finding method is known for determining the spatial coordinates of a target from optical measurements from two or more points spaced in space. The position of the target in space in this case is defined as the intersection point of the n-lines of sight, where n is the number of optical means involved in the measurements. Moreover, each line of sight in space is determined by the azimuth (α) and elevation angle (β) (α, β are the angular coordinates of the target).

Для измерения угловых координат цели каждое оптическое средство горизонтируют и внутреннюю систему отсчета ориентируют относительно местных меридиана и горизонта, используя, например, геодезические вехи. Иными словами, формируют высокоточные системы ориентации /опорные системы координат/ относительно осей местных измерительных систем координат /СК/ с началом в главной точке объектива каждого оптического средства. Точность измеряемых угловых координат цели в значительной степени зависит от точности оценок положения опорной СК относительной осей измерительной системы координат. Кроме этого также необходимо знать с достаточной точностью и ряд других элементов ориентирования по каждому снимку: фокусное расстояние камеры, положение оптического центра на снимке и т.д. В итоге для реализации подобных измерений требуется предварительно проведение сложных юстировочных, оценочных и геодезических работ. Точность определяемых пространственных координат цели зависит не только от точности угловых измерений, но и от количества оптических средств и геометрии их размещения относительно положения цели. To measure the angular coordinates of the target, each optical device is horizontal and the internal reference system is oriented relative to the local meridian and horizon, using, for example, geodetic milestones. In other words, they form high-precision orientation systems / reference coordinate systems / relative to the axes of the local measuring coordinate systems / SK / with the beginning at the main point of the lens of each optical means. The accuracy of the measured angular coordinates of the target largely depends on the accuracy of the estimates of the position of the reference SK relative to the axes of the measuring coordinate system. In addition, it is also necessary to know with sufficient accuracy a number of other orientation elements for each image: the focal length of the camera, the position of the optical center in the image, etc. As a result, the implementation of such measurements requires the preliminary implementation of complex adjustment, evaluation and geodetic works. The accuracy of the determined spatial coordinates of the target depends not only on the accuracy of angular measurements, but also on the number of optical devices and the geometry of their placement relative to the position of the target.

Указанные особенности затрудняют широкое использование пеленгационного способа при организации измерений, особенно с временных пунктов в необорудованных районах. These features make it difficult to widely use the direction finding method when organizing measurements, especially from temporary points in unequipped areas.

Ближайшим аналогом к изобретению является способ наблюдения объекта на фоне опорных точек /1/. Этот способ основан на фотографировании цели на фоне опорных точек /например, звезд/ с помощью оптического средства типа баллистической камеры. The closest analogue to the invention is a method of observing an object against the background of reference points / 1 /. This method is based on photographing the target against the background of reference points (for example, stars) using an optical device such as a ballistic camera.

Сущность этого способа заключается в следующем. Перед фотографированием каждое оптическое средство горизонтируется и с помощью геодезических вех ориентируется относительно осей местной измерительной СК. По данным целеуказаний каждое оптическое средство наводится на предполагаемый район появления объекта наблюдения. Фотографирование цели выполняется, например, на фоне звезд. Полученные результаты фоторегистрации после проявки дешифруются. The essence of this method is as follows. Before photographing, each optical device is horizontal and with the help of geodetic milestones it is oriented relative to the axes of the local measuring SC. According to the target designation, each optical device is aimed at the estimated area of the appearance of the object of observation. Photographing a target is performed, for example, against a background of stars. The obtained results of photographic registration after development are decrypted.

Результаты дешифрования и данные ориентации оптического средства относительно осей местной измерительной СК используются затем для идентификации /отождествления, опознания/ звезд снимка с каталогом. Далее, используя картинный и каталожные координаты идентифицированных звезд, производят уточнение элементов ориентирования каждого снимка либо определение их постоянных. В итоге оказываются уточненными в том числе и параметры ориентации каждого фоторегистрирующего средства. После указанных операций переходят к вычислению угловых координат цели в функции времени /азимута, угла места/. The decryption results and the orientation data of the optical means relative to the axes of the local measuring SC are then used for identification / identification, recognition / stars of the image with the catalog. Further, using the picture and catalog coordinates of the identified stars, they refine the orientation elements of each image or determine their constants. As a result, the orientation parameters of each photo-recording medium turn out to be refined. After these operations, they proceed to calculate the angular coordinates of the target as a function of time / azimuth, elevation angle /.

Выходными результатами фоторегистрации цели на фоне звезд /опорных точек/ с каждого оптического средства являются два параметра азимут и угол места цели. Определение пространственных координат цели затем может быть осуществлено, например, точно так же, как в пеленгационном способе. The output results of target photo-registration against the background of stars / reference points / from each optical means are two parameters: azimuth and target elevation angle. The determination of the spatial coordinates of the target can then be carried out, for example, in exactly the same way as in the direction finding method.

Основным недостатком данного способа является зависимость как процесса идентификации звезд снимка с каталогом, так и точности измерения угловых координат цели от точности и достоверности оценок параметров ориентации каждого оптического средства относительно осей измерительной СК. Поэтому перед измерениями выполняются трудоемкие юстировочные и геодезические работы. Эти обстоятельства затрудняют использование этого способа в необорудованных районах. The main disadvantage of this method is the dependence of both the process of identifying the stars of the image with the catalog and the accuracy of measuring the angular coordinates of the target on the accuracy and reliability of the estimates of the orientation parameters of each optical means relative to the axes of the measuring SC. Therefore, laborious adjustment and geodetic works are performed before measurements. These circumstances make it difficult to use this method in unequipped areas.

Кроме того, использование опорных точек /звезд/ направлено только на уточнение элементов ориентирования /постоянных/ снимка и поэтому выходными результатами измерения являются угловые координаты цели в фиксированные моменты времени. В то же время n опорных точек /звезд/ с высокоточными значениями координат исключаются из состава выходной информации, что в итоге ограничивает возможности повышения точности определяемых пространственных координат цели за счет, например, избыточности измерений с каждого оптического средства. С другой стороны, следует отметить, что использование в качестве опорных точек геодезических вех /точки с различными значениями азимутов, но примерно одинаковыми значениями угла места относительно точки стояния оптического средства/ делает неэффективным применение рассмотренного выше способа обработки в силу особенности расположения этих опорных точек. In addition, the use of control points / stars / is aimed only at clarifying orientation elements / constants / image and therefore the output measurement results are the angular coordinates of the target at fixed points in time. At the same time, n reference points / stars / with high-precision coordinate values are excluded from the output information, which ultimately limits the possibility of increasing the accuracy of the determined spatial coordinates of the target due to, for example, redundancy of measurements from each optical means. On the other hand, it should be noted that the use of geodetic milestones / points with different azimuths but approximately the same elevation angle relative to the standing point of the optical tool / makes the application of the processing method discussed above due to the particular arrangement of these reference points.

Задачей изобретения является повышение точности определения пространственных координат цели за счет увеличения количества измерительной информации. The objective of the invention is to increase the accuracy of determining the spatial coordinates of the target by increasing the amount of measurement information.

Указанный технический результат достигается тем, что каждое оптическое средство, задействованное в работе, устанавливается произвольно относительно осей измерительной СК. Затем каждое оптическое средство наводят грубо /с точностью до 5.10o/ относительно местных меридиана и горизонта на предполагаемый район появления цели. Фотографирование цели осуществляют на фоне опорных точек. Под опорными точками здесь понимаются точки с известными направлениями в пространстве /например, задаваемые значениями азимута и угла места/ относительно местной измерительной СК, совмещенной с точкой стояния оптического средства /звезды, геодезической вехи/. Известные направления далее будем именовать как каталожные.The specified technical result is achieved in that each optical means involved in the work is set arbitrarily relative to the axes of the measuring SC. Then, each optical means is guided roughly (with an accuracy of 5.10 o / relative to the local meridian and horizon at the estimated area of the target. Photographing the target is carried out against the background of reference points. Here, reference points are understood as points with known directions in space (for example, given by the azimuth and elevation angle) with respect to the local measuring SC combined with the standing point of the optical tool / star, geodesic pole /. Known areas will be referred to below as catalogs.

Полученные материалы фоторегистрации с изображениями цели и опорных точек проявляют и дешифруют /в том числе и идентифицируют/. Затем по координатам опорных точек /измеренных и каталожных/ определяют параметры калибровки каждого снимка. Под параметрами калибровки понимаются характеристики, позволяющие учесть искажения опорного поля, обусловленные деформацией негатива, дисторсией и аберрацией объектива, отличием фактического значения фокусного расстояния от паспортного значения, смещением начал координатных систем, атмосферной рефракцией и т.д. При этом параметры ориентации /положение оптической оси относительно осей измерительной СК, угол поворота снимка/ не уточняются и в расчетах не используются. The obtained photo-registration materials with images of the target and reference points are developed and decrypted (including identification). Then, based on the coordinates of the control points / measured and catalog / determine the calibration parameters of each image. Calibration parameters are understood as characteristics allowing to take into account the distortion of the reference field due to negative deformation, lens distortion and aberration, difference between the actual focal length from the passport value, the displacement of the origin of coordinate systems, atmospheric refraction, etc. In this case, the orientation parameters / position of the optical axis relative to the axes of the measuring SK, the angle of rotation of the image / are not specified and are not used in the calculations.

Полученные параметры калибровки и измеренные картинные координаты цели и опорных точек используются затем для получения направляющих косинусов между направлениями, проходящими через главную заднюю точку объектива на изображение цели и опорных точек каждого снимка. С каждого снимка таким образом может быть получено столько значений направляющих косинусов, сколько принято к обработке опорных точек. The obtained calibration parameters and the measured picture coordinates of the target and reference points are then used to obtain the guide cosines between the directions passing through the main rear point of the lens to the target image and the reference points of each picture. Thus, from each image, as many values of the guide cosines can be obtained as are accepted for processing control points.

Пространственные координаты цели определяют по значениям направляющих косинусов и известным направлениям на опорные точки как точку пересечения, например, прямых круговых конусов, вершина каждого из которых совпадает с точкой стояния оптического средства /главной точкой объектива/, а угол полураствора равен углу между направлениями на цель и опорную точку. The spatial coordinates of the target are determined by the values of the guiding cosines and the known directions to the reference points as the intersection point, for example, of straight circular cones, the vertex of each of which coincides with the position of the optical means / main point of the lens /, and the half-angle is equal to the angle between the directions to the target and reference point.

Рассмотрим реализацию способа на примере фотографирования цели на фоне звезд. Consider the implementation of the method by the example of photographing a target against a background of stars.

Положение точек стояния оптических средств /главных точек объективов/ определяются заранее известными геодезическими способами. Эти точки являются началами местных измерительных систем координат OiXiYi

Figure 00000001
где J количество оптических средств). Ось OiYi направлена, например, на север по касательной к истинному меридиану, проходящему через начало координат. Ось OiYi направлена по внешней нормали к эллипсоиду в точке Oi. Ось OiZi образует с осями OiXi и OiYi правую прямоугольную систему координат. Как отмечалось выше, каждое оптическое средство совмещается с началом "своей" измерительной СК. Горизонтирование средств может не производиться. Наведение в предполагаемый район появления цели выполняется грубо с точностью до нескольких градусов /5.10o/ относительно местных меридиана и горизонта. Указанная величина /5.10o/ выбрана из тех предположений, что у баллистических камер угол поля зрения составляет, как правило, 20o и более и потому объект наблюдения даже при такой погрешности ориентирования будет зафиксирован на снимке. Для подобного ориентирования оптического средства в пространстве может быть использован компас, топографическая карта, положение Полярной звезды и т.д. Необходимым условием является фотографирование цели на фоне звезд /т.е. одновременное фотографирование цели и опорных точек/.The position of the standing points of the optical means / the main points of the lenses / are determined by previously known geodetic methods. These points are the beginnings of local measuring coordinate systems O i X i Y i
Figure 00000001
where J is the number of optical means). The axis O i Y i is directed, for example, to the north along the tangent to the true meridian passing through the origin. The axis O i Y i is directed along the external normal to the ellipsoid at the point O i . The axis O i Z i forms with the axes O i X i and O i Y i the right rectangular coordinate system. As noted above, each optical device is combined with the beginning of its own measuring SC. Leveling of funds may not be made. Guidance to the intended area of the target’s appearance is carried out roughly with an accuracy of several degrees /5.10 o / relative to the local meridian and horizon. The indicated value of /5.10 o / was chosen from the assumptions that the angle of the field of view of ballistic cameras is, as a rule, 20 o or more, and therefore the object of observation, even with such an orientation error, will be fixed on the picture. For such an orientation of the optical means in space, a compass, a topographic map, the position of the North Star, etc. can be used. A prerequisite is photographing the target against the background of the stars / i.e. simultaneous photographing of the target and reference points.

Предположим, что фотографирование выполняется на один кадр. В этом случае след движения цели зафиксируется в виде нескольких треков, каждый из которых имеет привязку ко времени. Точно также изобразятся и звезды. Полученные негативы затем используют для измерения координат изображений цели и звезд на компараторе, например, типа АК-1. Suppose photographing is performed on a single frame. In this case, the trace of the target’s movement is recorded in the form of several tracks, each of which has a time reference. In the same way stars will be portrayed. The resulting negatives are then used to measure the coordinates of the images of the target and stars on a comparator, for example, type AK-1.

Опознание звезд снимка с каталогом выполняется либо вручную по звездным картам с использованием негативов с изображением звезд, либо автоматически с использованием, например, специального алгоритма /см. Якушин С.М. Метод обработки результатов фотографирования оптическими средствами космических объектов на фоне звезд. Автометрия, 1976, N 5, с. 58 62/. В результате опознания определяются каталожные /видимые/ координаты звезд. Используя каталожные и картинные координаты звезд, определяют параметры калибровки снимка. The stars of a picture with a catalog are recognized either manually by star charts using negatives with the image of stars, or automatically using, for example, a special algorithm / cm. Yakushin S.M. A method of processing the results of photographing by optical means of space objects on the background of stars. Autometry, 1976, N 5, p. 58 62 /. As a result of identification, the catalog / visible / coordinates of the stars are determined. Using the catalog and picture coordinates of the stars, determine the calibration parameters of the image.

Принимается, что на негативах имеется сетка Готье и поэтому поправки за деформацию фотоматериала рассчитываются и вводятся на этапе, предшествующем этапу оценки параметров калибровки каждого снимка. С учетом этого в набор оцениваемых параметров включаем характеристики, оказывающие наиболее существенное влияние на точность измеряемых направляющих косинусов между направлениями на цель и опорные точки. Этими характеристиками являются: фокусное расстояние камеры /f/, координаты положения оптического центра на снимке /X0, Y0/, коэффициенты полинома, описывающие влияние дисторсии объектива /K1, K2, K3/.It is assumed that the negatives have a Gauthier grid and therefore corrections for the deformation of the photo material are calculated and introduced at the stage preceding the stage of evaluating the calibration parameters of each image. With this in mind, we include in the set of estimated parameters the characteristics that have the most significant effect on the accuracy of the measured cosines between the directions to the target and reference points. These characteristics are: the focal length of the camera / f /, the coordinates of the position of the optical center in the image / X 0 , Y 0 /, polynomial coefficients describing the effect of lens distortion / K 1 , K 2 , K 3 /.

Исходные зависимости для оценки параметров калибровки в этом случае имеют вид:

Figure 00000002

где Xui, Yui измеренные значения картинных координат опорных точек.The initial dependencies for evaluating the calibration parameters in this case are:
Figure 00000002

where X ui , Y ui are the measured values of the picture coordinates of the control points.

Для введения поправок Δr за дисторсию в измеренные на снимке расстояния от главной точки использован полином вида
Δr = k1λ3 + k2λ5 + k3λ7
/см. Лобанов АН. Фотограмметрия. М. Недра, 1984, с. 15/.
To introduce corrections Δr for distortion at the distances measured from the main point in the image, a polynomial of the form
Δr = k 1 λ 3 + k 2 λ 5 + k 3 λ 7
/cm. Lobanov AN Photogrammetry. M. Nedra, 1984, p. fifteen/.

Применив ряд Тейлора, напишем уравнение поправок

Figure 00000003
частные производные от функции по соответствующей переменной;
Δf•Δxo•Δyo•Δk1•Δk2•Δk3 поправки к начальным значениям оцениваемых параметров;
l cosQэт cosQрасч;
cosQэт = cosβ1•cosβ2•cos(α1- α2)+sinβ1sinβ2
α1122 угловые координаты опорных точек.Applying the Taylor series, we write the equation of corrections
Figure 00000003
partial derivatives of a function with respect to the corresponding variable;
Δf • Δx o • Δy o • Δk 1 • Δk 2 • Δk 3 corrections to the initial values of the estimated parameters;
l cosQ et cosQ calculation ;
cosQ et = cosβ 1 • cosβ 2 • cos (α 1 - α 2 ) + sinβ 1 sinβ 2
α 1 , β 1 , α 2 , β 2 angular coordinates of reference points.

В качестве начальных значений принимаются fo fn - паспортное значение,

Figure 00000004
Значения частных производных определяются либо аналитически, либо методом конечных разностей.As the initial values are taken f o f n - passport value,
Figure 00000004
The values of the partial derivatives are determined either analytically or by the finite difference method.

Каждая пара опорных точек позволяет сформировать одно уравнение с шестью неизвестными. Для оценки параметров калибровки необходимо иметь не менее 4-х опорных точек /сочетание из 4 по 2 дает число 6/. В общем случае количество уравнений /N/ из n числа опорных точек определяется выражением /число сочетаний из n по 2/. Each pair of control points allows you to create one equation with six unknowns. To evaluate the calibration parameters, you must have at least 4 reference points / a combination of 4 to 2 gives the number 6 /. In the general case, the number of equations / N / from n the number of reference points is determined by the expression / the number of combinations of n by 2 /.

Figure 00000005

Уравнения типа /4/ решаются последовательными приближениями, например, по методу наименьших квадратов.
Figure 00000005

Equations of the type / 4 / are solved by successive approximations, for example, by the least squares method.

Оценив параметры калибровки каждого снимка подобным образом, затем приступают к определению направляющих косинусов между направлениями на цель и опорные точки. При этом значения картинных координат каждой точки /цель, опорная точка/ корректируются по правилу /3/, после чего вычисляются значения для каждой пары /картинные координаты цели и очередной опорной точки/ по правилу /1/. Having estimated the calibration parameters of each image in this way, then they proceed to determine the guiding cosines between the directions to the target and reference points. In this case, the values of the picture coordinates of each point / target, reference point / are corrected according to the rule / 3 /, after which the values for each pair / picture coordinates of the target and the next control point / according to the rule / 1 / are calculated.

Располагая корреляционной матрицей оцениваемых параметров калибровки и значениями погрешностей измерения картинных координат, рассчитываем значения σcosQ которые затем используют для оценки веса измеренных величин cosQ. Далее формируется для каждого снимка массив измеренных значений cosQi на фиксированный момент времени в виде:

Figure 00000006

где n число опорных точек, задействованных при оценке параметров калибровки;
α,β1,...,αnn опорные направления в виде угловых координат /азимут, угол места/;
t момент времени.Having the correlation matrix of the estimated calibration parameters and the values of the measurement errors of the picture coordinates, we calculate the values of σ cosQ which are then used to estimate the weight of the measured cosQ values. Next, an array of measured values of cosQ i for a fixed point in time is formed for each image in the form:
Figure 00000006

where n is the number of reference points involved in the evaluation of calibration parameters;
α, β 1 , ..., α n , β n reference directions in the form of angular coordinates / azimuth, elevation angle /;
t point in time.

Массивы вида /6/ с каждого оптического средства /снимка/ на момент t являются исходными данными для определения пространственных координат цели. Как отмечалось выше, пространственные координаты цели определяются как точка пересечения прямых круговых конусов, вершина каждого из них совпадает с точкой стояния оптического средства, а угол полураствора равен углу между направлениями на цель и опорную точку. С учетом вышеизложенного для определения пространственных координат цели используется столько значений направляющих косинусов, сколько всего отождествлено /опознано/ звезд с каталогом со всех снимков. Иными словами, если в работе задействованы 3 оптических средства и на каждом снимке опознано по 10 звезд, то в данном способе определения координат цели на t осуществляется по /10х3/ значениям cosQ вместо 6 /2х3/ значений α,β как, например, в пеленгационном способе. Увеличение количества измерительной информации, привлекаемой к обработке, позволяет обеспечить повышение как точности, так и достоверности определяемых оценок координат. Arrays of the form / 6 / s of each optical means / image / at time t are the initial data for determining the spatial coordinates of the target. As noted above, the spatial coordinates of the target are defined as the intersection point of straight circular cones, the vertex of each of them coincides with the standing point of the optical means, and the half-solution angle is equal to the angle between the directions to the target and the reference point. Based on the foregoing, to determine the spatial coordinates of the target, as many values of the direction cosines are used as the total number of identified / recognized / stars with the catalog from all the images. In other words, if 3 optical means are involved in the work and 10 stars are recognized in each image, then in this method the coordinates of the target on t are determined by / 10x3 / cosQ values instead of 6 / 2x3 / α, β values, as, for example, in direction finding way. An increase in the amount of measurement information involved in processing allows one to increase both the accuracy and reliability of the determined coordinate estimates.

Предложенный способ базируется на увеличении измерительной информации, что приводит в итоге к повышению точности определения оценок координат практически без дополнительных затрат на измерения. Способ также обеспечивает упрощение собственно измерений за счет отказа от построения высокоточной системы ориентации для каждого оптического средства и повышение этим самым гибкости и мобильности измерительного комплекса при решении задачи оценки координат цели. На основе предлагаемого способа можно создать сравнительно дешевые измерительные оптические комплексы с грубой внутренней системой отсчета /до единиц градусов/ для обеспечения измерений в труднодоступных и малооборудованных районах. The proposed method is based on an increase in measurement information, which ultimately leads to an increase in the accuracy of determining coordinate estimates with virtually no additional measurement costs. The method also provides the simplification of the actual measurements due to the refusal to build a high-precision orientation system for each optical device and thereby increase the flexibility and mobility of the measuring complex when solving the problem of estimating the target coordinates. Based on the proposed method, it is possible to create relatively cheap measuring optical systems with a coarse internal reference system / up to units of degrees / to ensure measurements in hard-to-reach and low-equipped areas.

Claims (1)

Способ определения пространственных координат цели, заключающийся в выборе n опорных точек, визировании и фоторегистрации цели и опорных точек из N точек с известными координатами, дешифрировании снимков, идентификации опорных точек, измерении координат опорных точек в системе координат, две оси которой лежат в плоскости фотоснимка, а третья перпендикулярна этой плоскости и проходит через центр фотоснимка, и вычислении пространственных координат цели по априорно известным координатам опорных точек и по измеренным координатам тех же опорных точек, отличающийся тем, что дополнительно измеряют направляющие косинусы для каждой точки наблюдения между линиями визирования на опорные точки и между направлениями, проходящими через заднюю главную точку фоторегистратора и изображения опорных точек, сравнивают их между собой и на величину полученной разности компенсируют измеренные направляющие косинусы между направлениями, проходящими через заднюю главную точку фоторегистратора и изображения цели и опорных точек, а затем определяют по скомпенсированным значениям направляющих косинусов и известным направлениям на опорные точки пространственные координаты объекта как точку пересечения прямых круговых конусов, вершина каждого из которых совпадает с точкой наблюдения, а угол полураствора конуса равен углу между направлениями на цель и опорную точку. A method for determining the spatial coordinates of a target, which consists in selecting n reference points, sighting and photo-recording of a target and reference points from N points with known coordinates, decrypting images, identifying reference points, measuring the coordinates of reference points in a coordinate system whose two axes lie in the plane of the photograph, and the third is perpendicular to this plane and passes through the center of the photograph, and calculates the spatial coordinates of the target using the a priori known coordinates of the control points and the measured coordinates of the same points, characterized in that the guide cosines for each observation point between the lines of sight at the reference points and between the directions passing through the rear main point of the photorecorder and the images of the reference points are additionally measured, they are compared with each other and the measured direction cosines between the directions passing through the rear main point of the photorecorder and the image of the target and reference points, and then determined by the compensated values of the direction constituents known cosine and directions to the reference point spatial coordinates of the object as the point of intersection of a right circular cone, the vertex of each of which coincides with the point of observation, and the half-cone angle equal to the angle between the directions of the target and the reference point.
SU4537427 1990-12-17 1990-12-17 Method of determination of space coordinates of target RU2078309C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4537427 RU2078309C1 (en) 1990-12-17 1990-12-17 Method of determination of space coordinates of target

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4537427 RU2078309C1 (en) 1990-12-17 1990-12-17 Method of determination of space coordinates of target

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2078309C1 true RU2078309C1 (en) 1997-04-27

Family

ID=21406963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4537427 RU2078309C1 (en) 1990-12-17 1990-12-17 Method of determination of space coordinates of target

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2078309C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468383C1 (en) * 2011-05-18 2012-11-27 Открытое акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Method of determining relative position of objects
RU2720076C1 (en) * 2019-05-29 2020-04-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method of angular and spatial coordinates estimation of objects in reference points in optical-electronic positioning system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Лобанов А.Н. Фотограмметрия.- М.: 1984, с. 61 - 64. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468383C1 (en) * 2011-05-18 2012-11-27 Открытое акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Method of determining relative position of objects
RU2720076C1 (en) * 2019-05-29 2020-04-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method of angular and spatial coordinates estimation of objects in reference points in optical-electronic positioning system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9194954B2 (en) Method for geo-referencing an imaged area
Clarke et al. The development of camera calibration methods and models
US20070103671A1 (en) Passive-optical locator
US20070117078A1 (en) Celestial compass
CN109146958B (en) Traffic sign space position measuring method based on two-dimensional image
RU2749194C1 (en) Method for remote determination of the coordinates of the location of a ground (above-water) object
US20220268932A1 (en) Improvements in and relating to targeting
RU2078309C1 (en) Method of determination of space coordinates of target
BR102019026557A2 (en) NAVIGATION INCREASE SYSTEM AND METHOD TO INCREASE NAVIGATION OF A VEHICLE
Merchanta et al. USGS/OSU progress with digital camera in situ calibration methods
CN112598617B (en) External trajectory optical measurement accuracy analysis method based on virtual platform
Growcott et al. Development and assessment of a digital stereo photogrammetric system to measure cetaceans at sea
RU2143099C1 (en) Method determining components of velocity vector of target
RU2272254C1 (en) Method for determining spatial coordinates of a target
Koska Bore-sights and Lever-arms Determination of Sensors Mounted on Autonomous Mapping Airship
KR102641975B1 (en) Method and system for providing geographic information
RU2808083C1 (en) Photogrammetric calibration method for estimating the ratios of radial and tangential lens distortion and the matrix of internal parameters of the camera
CN111220177B (en) Method for verifying sub-pixel positioning accuracy of star point image
RU2536096C1 (en) Method of determining spatial coordinates of moving test object in form of body of revolution with known geometrical parameters
Yastikli et al. In-situ camera and boresight calibration with LiDAR Data
Decker et al. Simple Field-of-View Calibration Procedure for High Fidelity Photogrammetry
RU2125709C1 (en) Method of analytical orientation of pair of aerial photographs
RU2227900C2 (en) Method for conducting of survey of terrestrial surface from space
Dai et al. Real-time Interior Orientation Elements Variation Calculation of Aerial Imaging Model Based on DEM
Huang et al. Orientation of Images Captured with Video-Theodolites