空间后方交会求像片的外方位元素.ppt

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1、第五章　双像解析摄影测量单张像片不能确定被摄物体的空间位置，要确定被摄物体的空间位置，必须采用具有一定重叠度的立体像对，构成立体模型才能完成。根据立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算的方式，用计算机解求被摄物体的三维空间坐标，称为双像解析摄影测量。§1　双像解析摄影测量的基本概念一、立体像对的特别点线面图中S1、S2为航摄时两相邻摄站；S1、S2的连线B称为摄影基线；在S1、S2拍摄的具有一定重叠度的两张像片称为立体像对；地面点Ａ在两张像片上的构像a1、a2称为同名像点；构像光线AS1a1和AS2a2称为同名光线；在摄影瞬间，地面任意一点的

2、两条同名光线与摄影基线（三线共面）位于同一平面内，称为核面；核面与像平面的交线称为核线；摄影基线与像片面的交点称为核点。像面上所有核线都交于核点。二、双像解析摄影测量的基本思想测量学中的前方交会方法，根据两个已知测站的平面坐标和两条已知方向线的水平角，解求待定点的平面坐标。§1　双像解析摄影测量的基本概念双像解析摄影测量，是根据两个摄影中心的三维空间坐标和两条待定物点的构像光线，确定该物点的三维坐标，即空间前方交会。这里，构像光线的方向由像片的角方位元素和像点坐标确定。1.单张像片的空间后方交会与立体像对的前方交会算法：先根据3个以上的地面控制

3、点坐标分别解算两张像片的外方位元素；再根据外方位元素，用前方交会方法解算待定点的三维坐标。2.相对定向和绝对定向算法：先进行相对定向，恢复两张像片在摄影瞬间的相对关系，建立与地面相似的几何模型；再通过控制点作绝对定向，把立体模型进行平移、旋转和缩放，确定模型点的三维坐标。3.光束法（一步定向法）：把待定点和控制点的地面坐标，按光线条件方程式，列出误差方程式，用最小二乘法解算地面点坐标。§1　双像解析摄影测量的基本概念§2空间后方交会――前方交会算法根据立体像对的外方位元素，解算地面点空间坐标的方法称为空间前方交会。已知XS1、YS1、ZS1φ1

4、、ω1、κ1XS2、YS2、ZS2φ2、ω2、κ2求XA、YA、ZA一、立体像对的空间前方交会公式摄影基线Ｂ的基线分量为a1和a2在左、右像空辅助坐标系中坐标分别为式中R1和R2由φ1、ω1、κ1和φ2、ω2、κ2构成，x1y1x2y2量测得到。由三角形的相似关系得N1、N2称为点投影系数，经整理后，用矩阵形式表示为由上式可得由1、3式解得点投影系数代入下式得待定点坐标上式即为前方交会公式二、空间后方交会－－前方交会法的计算步骤1、像片控制测量2、像点坐标量测3、空间后方交会求像片的外方位元素4、空间前方交会求待定点坐标§3立体像对的方位元素利

5、用立体像对摄影时同名光线成对相交的几何关系，通过量测的像点坐标，解求两像片的相对方位元素值的过程，称为解析相对定向。确定相邻两像片相对位置的参数，称为相对定向元素。相对定向的目的是建立一个与被摄物体（地面）相似的几何模型，解算相对定向元素，以确定模型点的坐标。一、相对定向元素确定一张像片的空间位置和姿态需要6个外方位元素，确定一个立体像对需要12个外方位元素：XS1、YS1、ZS1、φ1、ω1、κ1、XS2、YS2、ZS2、φ2、ω2、κ2。这12个外方位元素可以分为两大类。一类是相对定向元素，有5个，用来确定两张像片的相对关系；另一类是绝对定

6、向元素，有7个，用来确定立体像对在空间坐标系中的位置和姿态。1.连续法相对定向元素若取左片的像空坐标系S1-xyz，为描述两张像片相对关系的像空辅助坐标系。两片的12个外方位元素为：左片XS1＝YS1＝ZS1＝0φ1＝ω1＝κ1＝0右片XS2＝bxYS2＝byZS2＝bzφ2、ω2、κ2x2O1x1y1y2O2S1S2φ2ω2κ2X（x1）Y(y1)Z（z1）bbxbybzXYZ1.连续法相对定向元素在上述元素中，bz与模型的比例尺有关，是绝对定向元素，与两片的相对关系无关，其余5个非零元素by、bz、φ2、ω2、κ2可确定两像片的相对位置，作

7、为连续法相对定向的相对定向元素。该系统的特点是以左片为基础，通过右像片相对于左片作平移和旋转，来确定两片间的相对位置。可以连续建立一条航线的立体模型。2.单独像对的相对定向元素该系统以左摄站S1为原点，摄影基线b为像空辅助坐标的X轴；在左主核面内，过S1且垂直于X轴的直线为Z轴，建立像空辅助坐标系。两片的12个外方位元素为：左片XS1＝YS1＝ZS1＝0、φ1，ω1＝0、κ1右片XS2＝bx、YS2＝ZS2＝0、φ2、ω2、κ2取除bx外的5个非零元素为相对定向元素，φ1，κ1、φ2、ω2、κ2即为单独像对法相对定向元素。Zx2O1x1y1y2

8、O2S1S2φ2ω2κ2X（x1）Y(y1)Z（z1）bbxXYφ1κ12.单独像对的相对定向元素二.立体模型的绝对定向元素在连续法相对定向元素的描述