单张航摄像片的解析

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1、第二章单张航摄像片的解析鞍山科技大学土木与交通工程学院白萍《摄影测量与遥感概论》§2.3摄影测量常用的坐标系§2.4航摄像片的内、外方位元素§2.5空间直角坐标变换重点：摄影测量常用的坐标系及用途，航摄像片的内、外方位元素难点：空间直角坐标变换主要内容：pxyox’y’pxy§2.3摄影测量常用的坐标系1.像平面直角坐标系(p-xy)以对边框标连线为x、y轴，其交点p作为坐标原点。以对角框标连线的夹角平分线为x、y轴，其交点p作为坐标原点。在解析计算中，像点的坐标应采用以像主点为原点的像平面坐标，为此o与p不重合时，需将像框标坐标系

2、平移至像主点像点坐标通过量测获得。oxyPyzxs-f2.像空间直角坐标系(S-xyz)以摄影中心S为坐标原点，x、y轴与像平面的x、y轴平行，z轴与主光轴重合。每张像片的像空间坐标系各自独立。形成像空间右手直角坐标系。像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得，表示为x、y、-f。xyosxzyYXZ3.像空间辅助坐标系(S-XYZ)是一种相对统一的坐标系。原点仍为摄影中心S，坐标系的选择有三种方式：其一：取铅垂方向为Z轴，航向为X轴，构成右手直角坐标系。像点的像空间辅助坐标由计算获得。其二：以每条航线内第一张像片的像空间坐标系作为像

3、空间辅助坐标系。xyoPZ(z)SY(Y)X(x)其三：以每个像对的左片摄影中心为坐标原点，摄影基线方向为X轴，以摄影基线及左片主光轴构成的面作为XZ平面，构成右手直角坐标系。S1XZYO1p1S2B。pXpYpZpXYZS4.摄影测量坐标系(Op-XpYpZp)将像空间辅助坐标系S-XYZ沿着Z轴反方向平移至地面点P，得到的坐标系Op-XpYpZp，与像空间辅助坐标系平行。由像点的像空间辅助坐标计算相应的地面点的摄影测量坐标。前三种坐标系属于像方空间坐标系，后三种坐标系属于物方空间坐标系。XtTYtZtpXpYpZpXYZS地面测

4、量坐标：为国家统一坐标系，平面坐标系为高斯-克吕格三度带或六度带1980西安坐标系，高程坐标系为1985黄海高程系5.地面测量坐标系(T-XtYtZt)摄影测量方法求得的地面点坐标最后要以此坐标形式提供给用户。地面测量坐标系属于左手坐标系。摄影测量坐标系属于右手坐标系。XtpYtpZtpD6.地面摄影测量坐标系(D-XtpYtpZtp)原点为地面某一控制点，Ztp轴与地面测量坐标系的Z轴平行铅垂，Xtp轴与航线一致但水平。是摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间的过渡坐标系。属于右手直角坐标系。§2.4航摄像片的内、外方位元素方位元素：

5、确定摄影时摄影物镜（摄影中心）、像片与地面三者之间相关位置的参数。xycSfox0y0一、内方位元素像片的内方位元素：是用来航摄仪内部摄影中心S与像面P之间相关位置的参数，包括摄影中心S到像片的垂距（主距）f及像主点o在像框标坐标系中的坐标xo、yo。恢复内方位元素可恢复摄影时的摄影光束。XYZApS二、外方位元素像片的外方位元素：已建立的摄影光束，确定像片摄影瞬间在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数。XYZApSXsYsZs三个直线元素，描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(Xs、Ys、Zs)。三个角元素(、、)，表

6、示摄影光束空间姿态(像片在摄影瞬间空间姿态的要素）。通常选用地面摄影测量坐标系XYZAXsYsZsooxXYZNSxy1）以Y轴为主轴的、、（重点）像片旋角航向倾角旁向倾角XYZASXYZNXsYsZsooY2）以X轴为主轴的，、，、，旁向倾角,航向像片旋角,航向倾角,xy，，，XYZASXYZNAxy3）以Z轴为主轴的A、、像片旋角方位角A像片倾角目的：利用像点计算地面相应点的坐标。坐标转换流程：像平面坐标像空间直角坐标像空间辅助坐标摄影测量坐标地面摄影测量坐标地面测量坐标系

7、（左手坐标系）§2.5空间直角坐标变换xypx’y’a1像点的平面坐标变换原点相同，坐标轴向不一致情况：式中：a1是x轴与x'轴夹角的余弦；a1＝coska2是x轴与y'轴夹角的余弦；a2＝cos(900+k)=－sinkb1是y轴与x'轴夹角的余弦；b1＝cos(900－k)＝sinkb2是y轴与y'轴夹角的余弦。b2＝cosk联想测绘中的坐标平移与旋转公式或建筑设计中的施工坐标与大地坐标之间的转换公式。xypx’y’oy0x0a原点不同，坐标轴向不一致情况：xyozxysXYZ2像点空间坐标变换R称为旋转矩阵，由于这种直角坐

8、标变换是一种正交变换，所以变换的旋转巨阵R称为正交矩阵，由三个独立参数确定重点公式：这个公式是像点在像空间坐标系和像空间辅助坐标系坐标之间的变换关系重点：两种坐标系之间的夹角余弦，用九个方向余弦的符号表示提问：两种坐标系之间关系的线性