近景摄影测量像控点坐标获取的新方法.pdf

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1、第39卷第1期全球定位系统Vol_39，No．12O14年2月GNSSWorldofChinaFebruary，2014近景摄影测量像控点坐标获取的新方法马洪浩，吴攀，邓晶。(1．中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京100085；2．西北有色地质勘查局712总队，陕西咸阳711200；3．中铁二十局集团第四工程有限公司，山东青岛266000)摘要：在原有近景摄影测量标靶的基础上，设计了一种新型标靶，用于精确、快速地测量标靶中心坐标，作为近景摄影测量的像控点。该新型标靶针对不同长度的观测距离有相适应的观测方法，本文针对不同的观测方法，分别给出了相应的靶心坐标计算方法，并进行了

2、计算精度的对比分析。确定了两种靶心坐标观测方法和与之相适应的靶心坐标计算方法。与原有的靶心坐标测量方法对比，通过使用新型标靶，提高了获取近景摄影测量靶心坐标的效率和精度。关键词l近景摄影测量；新型标靶；计算方法中图分类号：P232文献标志码：A文章编号：1008—9268(2014)01—0005—05安装五个大小相同的正方形反射片，其中四个反射U引吾片固定在标靶的四角，反射片的两边与标靶的两边使用近景摄影测量的方法拍摄物体时，为了将重合，反射片中心位于标靶的对角线上。一个反射近景摄影测量网纳入到给定物方空间坐标系中，得片固定在标靶中心正上方，反射片的一个角点与标到拍摄物体的绝对坐标，

3、需要在拍摄范围内布设一靶中心重合，两条边与标靶的两对角线重合。标靶定数量的控制点，作为数据处理时的像控点口]，一以任意姿态放置时，测量四角反射片的坐标，计算般使用人工标志作为像控点，在人工识别和测量像靶心坐标；标靶处于竖直状态时，测量靶心正上方控点坐标时，采用黑白相间的平面人工标志。像控反射片坐标，计算靶心坐标。点的测量精度直接制约着近景摄影测量的精度]。获取近景摄影测量的靶心坐标，传统方法有两种：免棱镜全站仪直接测量和测角前方交会法]。使用免棱镜全站仪测量靶心坐标，精度较低，受标靶反射状况以及天气的影响大，且免棱镜全站仪的测量距离有限，测量范围一般不超过200m．测角前方交会的方法，

4、在外业测量时需要在两个控制点上架站，且两控制点必须和所有像控点通视，测量图1新型标靶示意图工作繁琐，外业可造作性差。全站仪反射片在同一个标靶上，其间的距离较1新型标靶的设计近，会同时出现在全站仪的视场内，全站仪在同一使用全站仪反射片测量精度高于免棱镜全站视场内对两个反射片的分辨角度为1530，当测站仪。因此可以考虑在近景摄影测量的标靶上安装到两反射片之间的夹角小于153O时，全站仪在测反射片，辅助全站仪测量。量时会提示错误l_5]。因此在测量标靶四角反射片如图1所示，选择一个正方形标靶，在标靶上坐标确定标靶中心坐标时，标靶的边长与测量距离收稿日期：2013—10—21联系人：马洪浩E-

5、mail：mahonghao@cpebj．com6全球定位系统第39卷相互制约，标靶的最小边长与测量距离的关系式为2．1．2空间正方形平差法四个反射片的中心构成一个空间正方形，靶心Z—D，(1)r位于这个空间正方形的中心。由于存在测量误差，式中：l为设计标靶的边长最小值；D为测站到棱四个反射片所组成的空间四边形不是一个严格意镜间的平距；a为全站仪的最小分辨角度．义上的正方形。因此可以先进行条件平差，提高观由式(1)可知，随着观测距离的增加，设计标靶测正方形的内符合精度，再计算空间正方形的中心的最小边长相应的增加。当标靶边长过大时，操作坐标。存在6个多余观测条件，可列出6个条件方不便，且

6、增加制作成本。综合考虑，设计标靶的边程。长z为0．6m，D为133m．考虑一定的观测安全系数，在观测距离小于120m时，遮挡中间反射片，观测四角反射片，计算标靶中心坐标。当观测距离超过120m时，全站仪无法分辨出标靶四个角点的反射片，即使分辨出，因受旁边反射片的影响，测量精度较低。这时使标靶处于竖直状态，遮挡标靶四角的反射片，直接测量标靶中心上方反射片的坐标，计算靶心坐标。2靶心坐标的计算方法及精度分析图2空间正方形条件平差示意图2．1近距离测量靶心坐标计算方法及精度分析如图1所示，以标靶左上角为起点，按顺时针如图2所示，若确定一个边长已知的空问正方方向反射片的编号分别为1、2、3、4

7、．标靶中心坐标形，充要条件是：对边平行且相等，即12—34；对角为(，Y，)。反射片中心的坐标为：(，Y，z)、线垂直，即2413；相邻两边垂直，即1214；其中⋯(2，y2，2)、(3，y3，3)、(4，y4，4)．条边的长度为已知值d，令12=d．条件方程如下：观测距离较近时(D<120m)，测量四角反射．TE2一1一．763—3"4片坐标，计算靶心坐标。标靶中心与任一对角线上Y2一Yl—Y3一Y4的两个反射片的中心位于同一条空间线段上，且