Lotnicza kamera pomiarowa w stylu retro

To, co dzisiaj jest niemal powszechnie dostępne, a więc fotografowanie i filmowanie z powietrza, niegdyś było dostępne tylko dla specjalistycznych firm i to za gigantyczne pieniądze. W początkowych latach 80-tych byłem inspektorem nadzoru w Zakładzie Fotogrametrii i postanowiłem nieco powspominać.

 

Krótko po wynalezieniu fotografii znalazła ona również zastosowanie w opracowaniu map topograficznych na podstawie zdjęć z powietrza. Okazało się, że z pary zbieżnych zdjęć – prymitywną metodą przetwarzania optyczno-graficznego – można było uzyskać mapę terenu. Później, dzięki zastosowaniu nowoczesnej techniki, pozwoliło na udoskonalenie kamer (zwanych też fototeodolitami). Dotyczyło to opracowań fotogrametrycznych na ziemi. W okresie międzywojennym, wraz z rozwojem lotnictwa, na znaczeniu zyskała fototopografia. Pojawiły się specjalne kamery do celów fotogrametrycznych. Do opracowań kameralnych map, na podstawie zdjęć lotniczych, powstała zupełnie nowa generacja sprzętu (autograf firmy Kern z roku 1920). Jednakże ówczesny poziom techniki gwarantował opracowanie map topograficznych w skali 1:20000, a rzadziej 1:10000. Po wojnie dział takich opracowań otrzymał nazwę fotogrametrii lotniczej, a ciągły postęp techniczny pozwalał na opracowanie na podstawie zdjęć lotniczych map geodezyjnych w skali nawet 1:250. Technologia ta rozpowszechniła się w Polsce w końcu lat 70-tych. Na skutek doskonalenia bezpośrednich metod pomiarowych zrezygnowano z powszechności jej użycia i wykorzystywano jedynie w przypadkach, gdy czynnikiem jest czas opracowania i rzeczą zbędną w treści mapy jest prawny stan granic własności. Podstawowym narzędziem pracy w owych czasach była analogowa kamera pomiarowa, której budowa opisana będzie w niniejszym artykule.

 

 

Automatyczna (jak na owe czasy) kamera lotnicza do zdjęć fotogrametrycznych składała się z następujących części:
– podwieszenie odpowiadające spodarce teodolitu umożliwiające obrót i poziomowanie kamery,
– korpus kamery z napędem,
– stożka kamery, tj. obiektywu z ramką główną i urządzeniami rejestrującymi zdjęcia w szczelnej obudowie,
– przyrządu sterowniczego, normującego działanie kamery wg podstawowego cyklu pracy,
– optycznego przyrządu celowniczego do wizualnej obserwacji terenu i regulacji pokrycia podłużnego, tj. odstępu czasu między ekspozycjami sąsiednich zdjęć (ręcznie regulowanie cyklu pracy kamery wg obserwacji szybkości samolotu).

Kamery lotnicze były umieszczane w podłodze samolotu umieszczając w miejscach styku z podłogą podkładki gumowe, które mają chronić kamerę przed drganiami samolotu wywoływanymi pracą silników. Budowa podwieszenia umożliwia nachylenie kamery w dwóch wzajemnie do siebie prostopadłych kierunkach, z których jeden pokrywa się z osią podłużną samolotu. Ponadto można skręcać kamerę dookoła jej osi, aby wyeliminować kąt znosu. Jeżeli bowiem w czasie wykonywania zdjęć kierunek wiatru różnił się od kierunku lotu, to samolot posuwał się w kierunku wypadkowej sił na niego działających, mianowicie siły pociągowej i siły wiatru.

Płaskie układanie filmu przed momentem naświetlenia uzyskuje się przez przyssanie taśmy filmu do płytki metalowej z otworkami, która jednocześnie przyciska film do ramki tłowej. Korpus kamery jest osadzony na podwieszeniu, na łożysku kulkowym, umożliwiającym skręt w celu eliminowania znosu. Do poziomowania kamery służą dwa pokrętła umożliwiające nachylenie kamery w dwóch kierunkach wzajemnie do siebie prostopadłych i libella sferyczna.

Cały mechanizm był napędzany motorem elektrycznym zasilanym z sieci pokładowej. W cyklu pracy kamery automatycznie wykonywane są następujące czynności:
– przyssanie filmu do płyty dociskowej i docisk do ramki tłowej,
– rotacyjne działanie migawki (rys. 2),
– naświetlenie filmu (odsłonięcie obiektywu),
– oświetlenie kontrolne i sygnalizacyjne,
– odfotografowanie wskazań urządzeń pomocniczych i rejestrujących,
– działanie mechanizmu regulującego prawidłowy przebieg cyklu,
– praca celownika,
– przesuw filmu.

Najkrótszy cykl pracy trwa 3,5 sekundy i jest powtarzany przy naświetlaniu każdego zdjęcia. W przypadku wykonywania zdjęć szeregowych cykl pracy regulowany jest przez operatora kamery wg założonego pokrycia podłużnego i stosownie do szybkości samolotu. Do kontrolowania prawidłowości nastawienia mechanizmu służy tzw. przyrząd celowniczy. W jego polu widzenia widać przesuwający się obraz terenu, kreski poprzeczne przesuwane motorkiem elektrycznym i nitką nieruchomą, prostopadłą do kierunku kresek poprzecznych. Ponieważ przyrząd celowniczy daje się obracać z kamerą w płaszczyźnie poziomej, można kreski te tak ustawiać, aby obraz punktów nad którymi leci samolot przesuwał się po nitce z szybkością, co kreski poprzeczne. Wtedy automatycznie zostanie zachowany żądany procent pokrycia. Bardzo to skomplikowane i bez pół litra nie „razbieriosz”.

 

Jedną z najnowocześniejszych (wówczas) kamer była kamera RC 10 Wild (Szwajcaria). Kamera umocowana była w uniwersalnym podwieszeniu PAV 2 i sprzężona z lunetą celowniczo-nawigacyjną NP 28. Nachylenie i skręt kamery były sterowane za pomocą łączy selsynowych PNG 28. Do kamery mogą być zakładane, zależnie od potrzeb, przystawki (stożki) różnych odległości obrazowych (ogniskowych). W ten sposób kamera może pracować jako szerokokątna z obiektywem Super Aviogon o ogniskowej 88 mm. Przy rozmiarach klatki zdjęciowej 23×23 cm daje to kąt obrazu 125 stopni. Kamera posiadała migawkę rotacyjną pozwalającą na naświetlenie zdjęć w zakresie czasów od 1/150 do 1/1000 sekundy. Przystawki zaopatrzone były w dwa filtry wymienne, które można stosować zależnie od panujących warunków oświetlenia i rodzaju emulsji. Na marginesie każdego zdjęcia odfotografowuje się libella okrągła, zegar, wysokościomierz, numer kolejny zdjęcia numer kamery i dokładne wielkości odległości obrazu (wielkości uzyskane z kalibracji, a nie nominalne). Ponadto mogły być używane jeszcze filtry do zdjęć barwnych i w podczerwieni. Dystorsja obiektywów nie przekracza +/- 0,01 mm. Należy tu wspomnieć, że rzecz miała miejsce w epoce fotografii analogowej i materiałem zdjęciowym była taśma z folii lub płyta szklana pokryta emulsją światłoczułą. Starsi czytelnicy doskonale wiedzą o czym mowa.

 

Konkurencyjne firmy Carl Zeiss Oberkochen i Carl Zeiss Jena produkowały również lotnicze kamery pomiarowe. Tj. Opton RMKA ta po lewej i Carl Zeiss MRB 30 po stronie prawej. Ponadto obie firmy ciągle procesowały się o prawo do używania nazwy „Carl Zeiss”. Ten zachodni Zeiss przez czas pewien używał nazwy Opton. Ten wschodni Zeiss przez jakowyś czas na wyrobach dawał logo „aus Jena” w miejsce „Carl Zeiss”.

 

 

Powyżej nieco ilustracji o obiektywach kamer fotogrametrycznych oraz przykłady zdjęć wykonanych z poziomu lotniczego i tak zdjęcie barwne, i zdjęcie barwne w podczerwieni. Poniżej lotnicze barwne, a po prawej stronie anaglif, tj. nałożona na siebie stereopara w dwóch kolorach, a więc niebieski i czerwony. Patrząc na zdjęcie okularami do anaglifów widzimy teren przestrzennie.

 

System do fotografowania firmy Carl Zeiss Oberkochen. Czasami pod nazwą Opton.

 

Fotograficzna projekcja fotogrametrycznego nalotu. Oprócz precyzyjnego projektu takiego nalotu, do jego wykonania niezbędna była pogoda, tj. brak silnego wiatru i względnie wysoki pułap chmur. PPGK Warszawa wielokrotnie odwoływała realizację nalotu z powodu niesprzyjającej aury. Projekt i realizacja nalotu miały zabezpieczyć odpowiednie pokrycie zdjęć. Pokrycie wzajemne zdjęć sąsiednich to 60% wzdłuż i 30% poprzecznie. Dawało to możliwość stworzenia modelu przestrzennego dla całości obszaru opracowania. W moich czasach zdjęcia były supertajne i po godzinach pracy tajniak zamykał je w sejfie, a sejf plombował. Wtedy to nawet kiosk z gazetami był obiektem strategicznym.

 

Opracował:
Jerzy Leszczuk