近景攝影測量的其它解析處理方法

1、近景攝影測量二 一 一 年 四 月 1第八章 近景攝影測量的其 它解析處理方法28.1 概述近景攝影測量的其他解析處理方法* 基于共面條件方程式的近景攝影測量解析處理方法* 基于角錐體原理的空間后方交會-前方交會解法（1，2）* 基于被測目標平行線垂直線組的攝影機檢校方法* 偽視差法* 近景攝影測量的空間相似變換3 以共線條件方程為基礎的空間后方交會求解像片的外方位元素，存在一些問題：（1）當各控制點在像片上的構像范圍較小時，外方位角元素的解就不穩(wěn)定，尤其在地面近景攝影測量中，這種現(xiàn)象格外明顯；（2）需要同時解算6個外方位元素，而解算過程又是按迭代方式進行，初始值的不佳會引起未知數(shù)間較強的相關

2、性，導致不正確的解算結果。48.1 基于角錐體原理的空間后方交會-前方交會解法 一、定義 近景攝影測量中，基于“以攝影中心為頂點的兩根構像光線的像方角應與其物方角相等”原理的空間后方-前方交會解析處理方法，稱之為角錐體原理的空間后方交會-前方交會。 有時也稱余弦法或矢量法。5以攝影中心為頂點的兩根構像光線的像方角與其物方角相等 基于角錐體原理的方法將六個外方位元素分成毫不相關的兩組進行解算，其中線元素按迭代法解算，角元素則按直接法解求。DZYXCBAabcS6二、解算方法一步驟：1. 攝影中心坐標確定（線元素確定）2. 每張像片旋轉矩陣確定（角元素確定）3. 待定點空間坐標確定71. 攝影中心

3、坐標確定 根據(jù)角錐體原理，有根據(jù)像點在像空間直角坐標系中的坐標，可得根據(jù)物點在物空間坐標系中的坐標，可得8 為了解算攝影中心坐標，至少需要知道三個控制點；在有多余觀測的情況下，將 作為觀測值，列出誤差方程式，利用平差解算。92. 每張像片旋轉矩陣確定根據(jù)共線方程，有寫成矩陣形式103. 待定點物方空間坐標的確定 確定每一張像片的內(nèi)、外方位元素后，即可按雙像空間前方交會或多像空間前方交會求解出待定點的空間坐標。11三、解算方法二步驟：計算攝影中心與已知控制點間的距離2. 外方位線元素解算3. 外方位角元素解算4. 待定點物方空間坐標解算12ihGHgSC1.計算攝影中心與已知控制點間的距離13i

4、hGHgSI1.計算攝影中心與已知控制點間的距離14ihGHgSI1.計算攝影中心與已知控制點間的距離151.計算攝影中心與已知控制點間的距離162.外方位線元素計算ihGHgSI172.外方位線元素計算ihGHgSI182.外方位線元素計算ihGHgSI193.外方位角元素計算其中，為所測點的比例尺分母，隨點的不同而不同，如對于A點，ihGHgSI20假定ai,bi,ci為獨立參數(shù)，針對三個已知控制點，有同理解算bi,ci。解算完后必須對組成的旋轉矩陣進行正交性驗證。(如何驗證？）214. 待定點物方空間坐標的確定 確定每一張像片的內(nèi)、外方位元素后，即可按雙像空間前方交會或多像空間前方交會求

5、解出待定點的空間坐標。228.2 基于平行線相對控制的空間后方交會解法 被測目標有三組平行線，直線1-2、3-4平行于X軸，直線5-6、7-8、13-14平行于Z軸，直線9-10、11-12平行于Y軸。23一、外方位元素的解算 共線條件方程式24直線12平行于X軸：其上任意點的Y坐標相等，Z坐標相等，即所以對1、2兩點有如下關系經(jīng)整理后，得25旋轉矩陣R是正交矩陣，每個元素等于其代數(shù)余子式代入上式，得（1）26同理，由直線34上兩點可得（2）將（1）（2）兩式變形，得（3）兩式相除，消去a2,有27整理，可得到a3與a1的關系式（4）由式（1）、（2）還可得如下關系式：（5）28由正交旋轉矩陣

6、的特性可得到（6）將式（6）代入 （4）、（5）有（7）內(nèi)方位元素29（6）將式（6）代入 （4）、（5）有（7）內(nèi)方位元素（4）（5）30由與Y軸平行的直線9-10、11-12，可推得（8）31由與Z軸平行的直線5-6、7-8，可推得（9）32當計算出內(nèi)方位元素后，即得計算外方位角元素（9）33二、內(nèi)方位元素的解算 由正交旋轉矩陣的特性（7） （8） （9）34將（7）（8）（9）中各方向余弦代入，得35u作為獨立未知數(shù)，有近似性注意：上述計算式中的像點坐標應為改正了畸變差的像點坐標。36三、像點坐標畸變差的改正其中：在解算內(nèi)、外方位元素之前，應先改正物鏡畸變差37畸變差改正數(shù)可以表達為：對

7、稱性畸變差影響非對稱性畸變差影響38畸變差的改正可以下兩種方式處理1）按三點共線條件處理點1、15、2為一直線上三點，其影像在消除畸變差后，三個像點的構像也應為一直線。則三點所圍面積為零。將此行列式展開，可形成附有未知數(shù)的條件方程式。對每一條直線都可列出這樣的一個方程。392）物方平行線在相片的構像交于合點 由平面解析幾何，有三條平行線：5-6、7-8、13-14，交于一點，則系數(shù)的行列式為零。402）物方平行線在相片的構像交于滅點 由平面解析幾何，有三條平行線：5-6、7-8、13-14，交于一點，則系數(shù)的行列式為零。直線56的方程式為：412）物方平行線在相片的構像交于滅點 由平面解析幾何

8、，有三條平行線：5-6、7-8、13-14，交于一點，則系數(shù)的行列式為零。直線56的方程式為：同樣寫出直線7-8、13-14的方程式422）物方平行線在相片的構像交于滅點 由平面解析幾何，有三條平行線：5-6、7-8、13-14，交于一點，則系數(shù)的行列式為零。將此行列式展開，可形成附有未知數(shù)（ 畸變系數(shù)）的條件方程，對每一組平行線都可列出一附有未知數(shù)的條件方程式。43式中，各坐標值應看做是觀測值、改正數(shù)以及畸變差改正數(shù)之和。448.3 基于共面條件方程式的近景攝影測量解析處理方法立體像對攝影基線及同名光線應位于同一平面AS1S2a1a245以左像空間坐標系為基礎，右像片相對于左像片的相對方位元

9、素X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy連續(xù)法相對定向元素： By ， Bz ，連續(xù)法相對定向元素46單獨法相對定向元素2單獨法相對定向元素： 1 ， 1 ，2，2，21X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B在以左攝影中心為原點、左主核面為XZ平面、攝影基線為X軸的右手空間直角坐標系中，左右像片的相對方位元素22147解析相對定向原理同名光線對對相交于核面內(nèi)XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2481、連續(xù)法解析相對定向原理ByX1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxAa1(X1 ,Y1

10、,Z1)a2(X2 ,Y2 ,Z2)49連續(xù)法解析相對定向原理Bs1s2BzByBx50連續(xù)法解析相對定向原理51偏導數(shù) 152偏導數(shù) 253偏導數(shù) 2-154偏導數(shù) 2-155線性化方程等式兩邊同時除以56系數(shù)約簡57常數(shù)項約簡58連續(xù)法相對定向中常數(shù)項的幾何意義X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q為定向點上模型上下視差當一個立體像對完成相對定向， Q0當一個立體像對未完成相對定向，即同名光線不相交， Q059誤差方程及法方程的建立量測 5 個以上的同名點可以按最小二乘平差法求相對定向元素o1o2135246602、單獨法解析相對定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1 ,Y1 ,Z1)a2(X2 ,Y2 ,Z2)61單獨法解析相對定向原理62偏導數(shù) 3-163偏導數(shù) 3-264線性化方程等式兩邊同時乘以并視65常數(shù)項約簡66單獨法相對定向中常數(shù)項的幾何意義q為相當于像空間輔助坐標系中一對理想像對上同名像點的上下視差當一個立體像對完成相對定向， q0當一個立體像對未完成相對定向，即同名光線不相交， q0X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2Ba1a2(xt2,yt2)(xt1,yt1)67誤差方程及法方程的建立量測 5 個以上的