近景攝影測(cè)量的控制

1、第五章近景攝影測(cè)量的控制一、近景攝影測(cè)量控制的目的一、近景攝影測(cè)量控制的目的1、把所構(gòu)建的近景攝影測(cè)量網(wǎng)納入到給定、把所構(gòu)建的近景攝影測(cè)量網(wǎng)納入到給定的物方空間坐標(biāo)系中；的物方空間坐標(biāo)系中；2、利用多余的控制（包括控制點(diǎn)和相對(duì)控、利用多余的控制（包括控制點(diǎn)和相對(duì)控制）加強(qiáng)近景攝影測(cè)量網(wǎng)的強(qiáng)度；制）加強(qiáng)近景攝影測(cè)量網(wǎng)的強(qiáng)度；3、利用多余的控制點(diǎn)和相對(duì)控制檢查近景、利用多余的控制點(diǎn)和相對(duì)控制檢查近景攝影測(cè)量的精度和可靠性。攝影測(cè)量的精度和可靠性。二、控制點(diǎn)與相對(duì)控制二、控制點(diǎn)與相對(duì)控制 控制點(diǎn)與相對(duì)控制是近景攝影測(cè)量中使用控制點(diǎn)與相對(duì)控制是近景攝影測(cè)量中使用的兩類控制。的兩類控制。1、控制點(diǎn)、控制

2、點(diǎn) 控制點(diǎn)通常是控制點(diǎn)通常是布設(shè)在被測(cè)目標(biāo)布設(shè)在被測(cè)目標(biāo)上或其周圍的已上或其周圍的已知坐標(biāo)的標(biāo)志點(diǎn)。知坐標(biāo)的標(biāo)志點(diǎn)。水輪機(jī)葉片水輪機(jī)葉片2、控制點(diǎn)的測(cè)定精度要求、控制點(diǎn)的測(cè)定精度要求待定點(diǎn)坐標(biāo)的中誤差m由控制點(diǎn)坐標(biāo)中誤差m控和攝影測(cè)量中誤差m攝組成。22攝控mmm為使控制點(diǎn)坐標(biāo)中誤差m控對(duì)待定點(diǎn)坐標(biāo)的中誤差m不產(chǎn)生影響，應(yīng)使3/攝控mm攝影測(cè)量中誤差m攝可預(yù)先估算3、相對(duì)控制、相對(duì)控制相對(duì)控制是指在近景攝影測(cè)量中布置在物方相對(duì)控制是指在近景攝影測(cè)量中布置在物方空間的未知點(diǎn)間的某種已知幾何關(guān)系。空間的未知點(diǎn)間的某種已知幾何關(guān)系。如：已知的長(zhǎng)度；如：已知的長(zhǎng)度；已知的角度；已知的角度；未知點(diǎn)位于同

3、未知點(diǎn)位于同一平面；一平面；未知點(diǎn)位于同未知點(diǎn)位于同一直線；一直線；一、方法一、方法前方交會(huì)測(cè)量控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)；前方交會(huì)測(cè)量控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)；三角高程測(cè)量控制點(diǎn)的高程；三角高程測(cè)量控制點(diǎn)的高程；前方交會(huì)前方交會(huì)+三角高程方法三角高程方法二、原理二、原理1、前方交會(huì)、前方交會(huì)-計(jì)算平面坐標(biāo)計(jì)算平面坐標(biāo)*已知已知A點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo) (XA,YA), B0點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為(XB,YB)-P0點(diǎn)為待求點(diǎn)點(diǎn)為待求點(diǎn)(XP,YP)*夾角夾角 A、 B可由經(jīng)緯儀（全站儀）測(cè)得可由經(jīng)緯儀（全站儀）測(cè)得B0(XB,YB)P0(XP,YP)ctgBctgAXXctgAYctgBYYctgBctgAYYctgAXct

4、gBXXBABAPBABAP(2)若坐標(biāo)系原點(diǎn)若坐標(biāo)系原點(diǎn)D與與A點(diǎn)重合，點(diǎn)重合，計(jì)算公式計(jì)算公式(2)可簡(jiǎn)可簡(jiǎn)化為化為B0(XB,YB)P0(XP,YP)則則A點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0)ctgBctgAXctgAYYctgBctgAYctgAXXBBPBBP(3)*若若A點(diǎn)與點(diǎn)與B0點(diǎn)連線點(diǎn)連線作為坐標(biāo)系作為坐標(biāo)系Y軸，軸，則計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為則計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為ctgBctgActgASYctgBctgASXABPABPB0(0,SAB)P0(XP,YP)則：則：A點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0)，B0點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為(0,SAB)2、三角高程、三角高程-確定高程坐標(biāo)確定高程坐標(biāo)假設(shè)假設(shè)A、B間水平

5、距離已知間水平距離已知*已知：已知：A點(diǎn)平面坐標(biāo)為點(diǎn)平面坐標(biāo)為(0,0)B點(diǎn)平面坐標(biāo)為點(diǎn)平面坐標(biāo)為(0,S)P點(diǎn)平面坐標(biāo)已求點(diǎn)平面坐標(biāo)已求出，為出，為 (XP,YP)*從從A點(diǎn)測(cè)得點(diǎn)測(cè)得P點(diǎn)的垂直角為點(diǎn)的垂直角為VA*從從B點(diǎn)測(cè)得點(diǎn)測(cè)得P點(diǎn)的垂直角為點(diǎn)的垂直角為VB如何確定如何確定P P點(diǎn)高程點(diǎn)高程Z ZP P =? =?*解決辦法：解決辦法：可分別由可分別由A、B兩站按三角高程計(jì)算兩站按三角高程計(jì)算P點(diǎn)高程點(diǎn)高程*疑問：疑問：須已知須已知A、B點(diǎn)的高程點(diǎn)的高程-A、P點(diǎn)間平面點(diǎn)間平面距離距離b可計(jì)算：可計(jì)算：22PPYXb-B、P點(diǎn)間平面點(diǎn)間平面距離距離a可計(jì)算：可計(jì)算：2222)()()(

6、SYXYYXXaPPBPBP則，則，A、P點(diǎn)間高差可計(jì)算：點(diǎn)間高差可計(jì)算：AAPtgvbhB、P點(diǎn)間高差可計(jì)算：點(diǎn)間高差可計(jì)算： BBPtgvah則，則，P點(diǎn)高程為：點(diǎn)高程為：AAAPAPtgvbHhHHBBBPBPtgvaHhHH也可以為：也可以為：前提為已知前提為已知A、B點(diǎn)的高程點(diǎn)的高程若測(cè)量中沒有誤差，若測(cè)量中沒有誤差， 則則P點(diǎn)高程可任取其點(diǎn)高程可任取其中之一（可假設(shè)測(cè)站點(diǎn)高程為某常數(shù)中之一（可假設(shè)測(cè)站點(diǎn)高程為某常數(shù)）。）。測(cè)量中不可避免存在誤差！測(cè)量中不可避免存在誤差！若分別從測(cè)站若分別從測(cè)站A、B測(cè)得的測(cè)得的P點(diǎn)高程差值小于點(diǎn)高程差值小于設(shè)定的精度要求，則取其均值即可。但條件設(shè)定

7、的精度要求，則取其均值即可。但條件是必須已知是必須已知A、B的高程或的高程或A、B間高差。間高差。三、精度分析三、精度分析應(yīng)明確各符號(hào)的含義應(yīng)明確各符號(hào)的含義222222222)()(sinSbmSambamMBAPmA、mB:測(cè)站點(diǎn)測(cè)站點(diǎn)A、B的點(diǎn)位中誤差；的點(diǎn)位中誤差； m:內(nèi)角內(nèi)角A、B的測(cè)角中誤差；的測(cè)角中誤差； S:基線基線AB的長(zhǎng)度；的長(zhǎng)度；1、平面精度分析、平面精度分析應(yīng)明確各符號(hào)的含義應(yīng)明確各符號(hào)的含義:22222)()cos(tanmSmMSh mS:測(cè)站點(diǎn)與待定點(diǎn)間的距離中誤差；測(cè)站點(diǎn)與待定點(diǎn)間的距離中誤差； ma:垂直角的測(cè)角中誤差；垂直角的測(cè)角中誤差； a:垂直角；垂直

8、角； g:交會(huì)角交會(huì)角2、高程精度分析、高程精度分析思考：思考：測(cè)站測(cè)站A、B的的坐標(biāo)如何得坐標(biāo)如何得到？到？四、測(cè)站點(diǎn)的確定四、測(cè)站點(diǎn)的確定不關(guān)注坐標(biāo)系的絕對(duì)位置，為自由坐不關(guān)注坐標(biāo)系的絕對(duì)位置，為自由坐標(biāo)系。標(biāo)系。兩個(gè)測(cè)站的情況下，確定基線間長(zhǎng)度兩個(gè)測(cè)站的情況下，確定基線間長(zhǎng)度即可確定兩測(cè)站的坐標(biāo)。即可確定兩測(cè)站的坐標(biāo)。（平面坐標(biāo)）（平面坐標(biāo)）基線的確定方法：基線的確定方法：1、鋼尺、皮尺；、鋼尺、皮尺；2、銦瓦尺；、銦瓦尺；3、測(cè)距儀；、測(cè)距儀；4、標(biāo)準(zhǔn)尺法。、標(biāo)準(zhǔn)尺法。標(biāo)準(zhǔn)尺法標(biāo)準(zhǔn)尺法 在測(cè)量基線的前方，水平放置一在測(cè)量基線的前方，水平放置一根高精度的標(biāo)準(zhǔn)尺，按前方交會(huì)方法根高精度的標(biāo)

9、準(zhǔn)尺，按前方交會(huì)方法測(cè)得尺上兩點(diǎn)的坐標(biāo)后，計(jì)算其長(zhǎng)度，測(cè)得尺上兩點(diǎn)的坐標(biāo)后，計(jì)算其長(zhǎng)度，求出它與真尺長(zhǎng)的比值，改化基線長(zhǎng)求出它與真尺長(zhǎng)的比值，改化基線長(zhǎng)度。度。步驟：步驟：1、 根據(jù)實(shí)際情根據(jù)實(shí)際情況安置兩測(cè)站況安置兩測(cè)站A、B后，近似量取后，近似量取基線長(zhǎng)度基線長(zhǎng)度SAB作作為初值；為初值；2、 在測(cè)量基線的前方，水平放置一根高在測(cè)量基線的前方，水平放置一根高精度的標(biāo)準(zhǔn)尺，在其上選取兩個(gè)刻劃精度的標(biāo)準(zhǔn)尺，在其上選取兩個(gè)刻劃M、N，做出標(biāo)記，其真長(zhǎng)記為，做出標(biāo)記，其真長(zhǎng)記為SMN ；步驟：步驟：4、在兩測(cè)站、在兩測(cè)站A、B安置經(jīng)緯儀，按前方安置經(jīng)緯儀，按前方交會(huì)法分別測(cè)量交會(huì)法分別測(cè)量M、N

10、兩點(diǎn)的水平角；兩點(diǎn)的水平角；3、確定起始方向線；、確定起始方向線；5、按前方交會(huì)公式計(jì)算、按前方交會(huì)公式計(jì)算M、N兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的平面坐標(biāo)平面坐標(biāo) ；6、計(jì)算、計(jì)算M、N兩點(diǎn)間的距離，記為兩點(diǎn)間的距離，記為 SMN ；22)()(NMNMMNYYXXS8、求解測(cè)量基線長(zhǎng)度、求解測(cè)量基線長(zhǎng)度 SAB= l SAB7、計(jì)算比例尺歸劃系數(shù)、計(jì)算比例尺歸劃系數(shù) l=SMN /SMN 如果標(biāo)準(zhǔn)尺放置不水平如果標(biāo)準(zhǔn)尺放置不水平1、 根據(jù)實(shí)際情況安置兩測(cè)站根據(jù)實(shí)際情況安置兩測(cè)站A、B后，后，近似量取基線長(zhǎng)度近似量取基線長(zhǎng)度SAB作為初值；作為初值；2、 在測(cè)量基線的前方，放置一根高精在測(cè)量基線的前方，放置一根高

11、精度的標(biāo)準(zhǔn)尺，在其上選取兩個(gè)刻劃度的標(biāo)準(zhǔn)尺，在其上選取兩個(gè)刻劃M、N，做出標(biāo)記，其真長(zhǎng)記為，做出標(biāo)記，其真長(zhǎng)記為SMN ；步驟：步驟：4、在兩測(cè)站、在兩測(cè)站A、B安置經(jīng)緯儀，按前安置經(jīng)緯儀，按前方交會(huì)法分別測(cè)量方交會(huì)法分別測(cè)量M、N 兩點(diǎn)的水平兩點(diǎn)的水平角，按三角高程法測(cè)量角，按三角高程法測(cè)量M、N 兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的垂直角；垂直角；5、按前方交會(huì)公式計(jì)算、按前方交會(huì)公式計(jì)算M、N兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的平面坐標(biāo)平面坐標(biāo) ；按三角高程公式計(jì)算；按三角高程公式計(jì)算M、N兩點(diǎn)的高程；兩點(diǎn)的高程；6、計(jì)算、計(jì)算M、N兩點(diǎn)間的距離，記為兩點(diǎn)間的距離，記為 SMN ；222)()()(NMNMNMMNZZYYXXS8、求

12、解測(cè)量基線長(zhǎng)度、求解測(cè)量基線長(zhǎng)度 SAB= l SAB7、計(jì)算比例尺歸劃系數(shù)、計(jì)算比例尺歸劃系數(shù) l=SMN /SMN 此基線長(zhǎng)度為此基線長(zhǎng)度為:水平距離？水平距離？空間距離？空間距離？水平距離！水平距離！五、有關(guān)注意事項(xiàng)五、有關(guān)注意事項(xiàng)1、起始方向線的確定方法、起始方向線的確定方法a、對(duì)稱目標(biāo)法；、對(duì)稱目標(biāo)法；b、內(nèi)標(biāo)志法；、內(nèi)標(biāo)志法；c、外標(biāo)志法；、外標(biāo)志法；d、旋轉(zhuǎn)儀器法；、旋轉(zhuǎn)儀器法；e、平行光管法；、平行光管法；2、測(cè)站高差的確定、測(cè)站高差的確定a、經(jīng)緯儀水準(zhǔn)法；、經(jīng)緯儀水準(zhǔn)法；b、引點(diǎn)測(cè)高差法；、引點(diǎn)測(cè)高差法；c、若基座變動(dòng)，須重新確定高差。、若基座變動(dòng)，須重新確定高差。六、關(guān)于高

13、精度測(cè)量控制網(wǎng)六、關(guān)于高精度測(cè)量控制網(wǎng)寶雞橋梁廠鋼結(jié)構(gòu)車間內(nèi)寶雞橋梁廠鋼結(jié)構(gòu)車間內(nèi)的工業(yè)測(cè)量控制網(wǎng)的工業(yè)測(cè)量控制網(wǎng)按大地測(cè)按大地測(cè)量的邊角量的邊角網(wǎng)平差。網(wǎng)平差。一、建立的目的一、建立的目的1、用于攝影機(jī)檢定、用于攝影機(jī)檢定2、用于攝影測(cè)量理論的研究、用于攝影測(cè)量理論的研究3、用于實(shí)測(cè)目標(biāo)形狀或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、用于實(shí)測(cè)目標(biāo)形狀或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)二、室內(nèi)控制場(chǎng)的布設(shè)原則二、室內(nèi)控制場(chǎng)的布設(shè)原則室內(nèi)三維控制實(shí)驗(yàn)場(chǎng)全景室內(nèi)三維控制實(shí)驗(yàn)場(chǎng)全景室內(nèi)控制場(chǎng)的布設(shè)原則室內(nèi)控制場(chǎng)的布設(shè)原則1、足夠數(shù)量的三維控制點(diǎn)；、足夠數(shù)量的三維控制點(diǎn)；2、控制點(diǎn)應(yīng)分布均勻，在空間上有、控制點(diǎn)應(yīng)分布均勻，在空間上有足夠延伸；足夠延伸；3、

14、留有攝影空間；、留有攝影空間；一、定義一、定義均勻分布有一定數(shù)量已知坐標(biāo)的控制點(diǎn)的可均勻分布有一定數(shù)量已知坐標(biāo)的控制點(diǎn)的可攜帶框架，稱為活動(dòng)控制系統(tǒng)。攜帶框架，稱為活動(dòng)控制系統(tǒng)。二、建立活動(dòng)控制系統(tǒng)的目的二、建立活動(dòng)控制系統(tǒng)的目的1、被測(cè)目標(biāo)較小，數(shù)量較多且處在不、被測(cè)目標(biāo)較小，數(shù)量較多且處在不同的位置；同的位置；2、不宜采用常規(guī)測(cè)量方法在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施、不宜采用常規(guī)測(cè)量方法在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施控制測(cè)量；控制測(cè)量；3、用于長(zhǎng)途運(yùn)輸后攝影機(jī)的檢校。、用于長(zhǎng)途運(yùn)輸后攝影機(jī)的檢校。三、活動(dòng)控制系統(tǒng)的測(cè)量方法三、活動(dòng)控制系統(tǒng)的測(cè)量方法1、普通工程測(cè)量方法、普通工程測(cè)量方法2、三維坐標(biāo)量測(cè)儀測(cè)量、三維坐標(biāo)量測(cè)儀測(cè)量3、

15、攝影測(cè)量方法、攝影測(cè)量方法主要的相對(duì)控制形式主要的相對(duì)控制形式距離相對(duì)控制（點(diǎn)與點(diǎn)之間距離）距離相對(duì)控制（點(diǎn)與點(diǎn)之間距離）平面相對(duì)控制（共面）平面相對(duì)控制（共面）直線相對(duì)控制（共線）直線相對(duì)控制（共線）角度相對(duì)控制角度相對(duì)控制相對(duì)控制的使用可采用兩種方式處理： 相對(duì)控制看作觀測(cè)值，此時(shí)應(yīng)列誤差方程式與其它誤差方程式一并解算； 相對(duì)控制看作真值，此時(shí)所列方程式為制約條件，加強(qiáng)所構(gòu)建模型的強(qiáng)度；LXBXBAtVuucc 相對(duì)控制看作觀測(cè)值LLLLLXBVPPSLXBXBAtVuucc 相對(duì)控制看作真值SSSLXBPPS 距離相對(duì)控制(作為觀測(cè)值)設(shè)兩物點(diǎn)為Si、Sj，其間距離經(jīng)量測(cè)為L(zhǎng)ij，兩物點(diǎn)

16、坐標(biāo)分別為（Xi、Yi 、Zi ）、（Xj、Yj 、Zj ），有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF若函數(shù)Fi,j的近似值為Fi,j，改正數(shù)為 Fi,j，有，0,ijijjiFFF（1）（2）其中Fi,j的值是趨近計(jì)算中，根據(jù)式（1）計(jì)算。將式（2）線性化，0,jjjjjjiiiiiiijijijijijjiZZFYYFXXFZZFYYFXXFLLFFFFF0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF（3）其中：0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLFLijijijijijvLLLLLF22ijiiiXXXXXF)(2ijiiiYYY

17、YYF)(2ijiiiZZZZZF)(20)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLFjjijjXXXXXF)(2jjijjYYYYYF)(2jjijjZZZZZF)(2代入式（3）有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF0)(2)(2)(2)(2)(2)(22jjijjijjiijiijiijiijijijZZZYYYXXXZZZYYYXXXLLFLij=VLijijjjjiiijijijijijijiLLFZYXZYXZZYYXXZZYYXXv2 )()()()()()( LLLLLXBV 距離相對(duì)控制(作為真值)jijijijijijiijjiFZZY

18、YXXFFLF,200200200,2,)()()(設(shè)兩物點(diǎn)為Si、Sj，其間距離為L(zhǎng)ij作為真值，兩物點(diǎn)坐標(biāo)分別為（Xi、Yi 、Zi ）、（Xj、Yj 、Zj ），有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF2,)(2)(2)(2)(2)(2)(2ijjjijjijjiijiijiijijijiLZZZYYYXXXZZZYYYXXXFF2 )()()()()()( 2,ijjijjjiiijijijijijijiLFZYXZYXZZYYXXZZYYXXSSSLXB按附有制約條件的間接平差模型處理LXBXBAtVuucc 相對(duì)控制看作觀測(cè)值SSSSLXBVPPSLXBXBAtVuucc 相對(duì)控制看作真值SS