共线条件方程及其应用

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1、共线条件方程及其应用授课人：邱志伟——摄影测量学垂直物面的空间点、直线成像的作图SBAT1ibnavvvvTTEP1）在E面上的垂足点B，按E面上点的作图方式确定b2）连接nb3）nb与SA的交点为a4）ab为垂直E面上直线AB的像ab共线条件方程——摄影测量学数学基础ABCDS1957年Helava提出“用数字投影代替物理投影”的概念。“数字投影”就是利用计算机进行投影光线（共线方程）的解算，从而交会出被摄物体的空间位置。共线条件方程及其应用内容安排常用的坐标系统回顾航摄像片内、外方位元素（重点）旋转矩阵的构建（

2、重点、难点）共线条件方程定义共线条件方程的推导（重点、难点）共线条件方程的应用1.常用的坐标系统回顾像空系辅助坐标系像平面坐标系o-xy像空间坐标系S-xyz像空间辅助坐标系S-XYZ地面辅助坐标系A-XYZAaSxyzoZYX一、常用的坐标系统回顾像平面坐标系O-xyo'x'y'yxoayx蓝色为框标坐标系O-x’y’一、常用的坐标系统回顾SO：主光轴一、常用的坐标系统回顾像空间坐标系S-xyzSyxyxa-fyxz(x,y,-f)O右手直角坐标系一、常用的坐标系统回顾像空间辅助坐标系S-XYZ（摄影测量坐标系）

3、右手直角坐标系坐标原点、轴向及作用SoAaxyxyxyzXZYXZYXZY一、常用的坐标系统回顾地面摄影测量坐标系A-XYZ（过渡）SoAaxyxyxyzXZYXZYXZY右手直角坐标系坐标原点、轴向及作用一、常用的坐标系统回顾地面测量坐标系O-XGYGZGSoAaxyxyxyz左手直角坐标系坐标原点、轴向及作用一、常用的坐标系统回顾框标坐标系像空间坐标系地面辅助坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量SoAaxyxyxyz关系？关系？已知二、航摄像片内、外方位元素像片内方位元素像片外方位元素外方位线元素：外方位角元素：

4、（以Y为主轴）定义：确定投影中心相对于航摄像片的位置所需要的元素作用：zaa在框标坐标系中的坐标为a在像空系中的坐标为1.航摄像片的内方位元素定义：确定投影中心相对于航摄像片的位置所需要的元素作用：1、将像点的框标坐标系坐标转化为像点的像空系坐标SxyoaAzxy2、确定摄影光束的形状•内方位元素一般是已知的注意•x0，y0都为小值1.航摄像片的内方位元素SAa1.航摄像片的内方位元素确定航摄像片及其投影中心在地辅系中的位置和方向所需要的元素。确定像空系在地辅系中位置和方向所需要的元素。定义：线元素角元素2.航摄像

5、片的外方位元素SoAaxyxyz线元素ZYXD2.航摄像片的外方位元素2.航摄像片的外方位元素ZYXSoxyxyz•角元素1)2)3)系统系统系统1)系统偏角。z轴在XZ坐标面上的投影与Z轴的夹角。倾角。z轴与XZ坐标面之间的夹角。旋角。Y轴在xy坐标面上的投影与y轴的夹角。确定x，y轴在自身平面内的方向确定z轴的方向作用oxyyxzSYXZoOMNh逆时针方向为正S-X'Y'Z'S-XYZ第一次旋转XYXYZS1)系统绕Y轴Y'X'Z'X'Y'1)系统S-XYZ第二次旋转绕X'轴xy’X'X'Y

6、'Z'SZ''S-X'Y'Z'X''Y''X''Y''o1)系统绕Z轴S-xyz第三次旋转ZX''YSxyyxzS-XYZYX''ozS-XYZS-xyzY-X-Z1)系统地辅系像空系xOoyyxzSYXZoMNh以Y为主轴的外方位角元素2）系统倾角。z轴在YZ面上的投影与Z轴的夹角。偏角。z轴与YZ面之间的夹角。旋角。X轴在xy坐标面上的投影与x轴的夹角。xyyxzSYXZo'NOMEh逆时针方向为正2）系统S-XYZX-Y-ZS-xyz地辅系像空系？以X为主轴的外方位角元素x

7、yyxzSYXZo'NOMEh3）系统主垂面方向角。z轴在XY面上的投影的负方向与Y轴的夹角。像片倾斜角。z轴与Z轴的夹角。旋角。Z轴在xy面上的投影与y轴的夹角。oyyxzSYXZoONXYx3）系统S-XYZZ-X-ZS-xyzx地辅系像空系oyyxzSYXZoONXY以Z为主轴的外方位角元素定义：确定像空系在地辅系中位置和方向所需要的元素线元素：角元素：注意1）2)3)系统系统系统通常都是小角度中只有通常是小角度•2.航摄像片的外方位元素外方位角元素SoAaxyxyzZYXD2.航摄像片的外方位元素框标坐

8、标系像空间坐标系地面辅助坐标系大地坐标系像点地面点摄影测量关系?内方位元素外方位元素关系?像片的方位元素[Elementoforientation]关系已知线元素：角元素：内方位元素3个，外方位元素6个。CentralProjectionandElementsoforientation三、旋转矩阵的构建S-XYZS-xyzY-X-Z（以系统为例）地辅系像空系