《攝影測量與遙感》知識點(diǎn)課件15相對定向絕對定向解算地面點(diǎn)坐標(biāo)

1、15相對定向-絕對定向解算地面點(diǎn)坐標(biāo)主講人：孫寶明15相對定向-絕對定向解算地面點(diǎn)坐標(biāo)主講人：孫寶明課程導(dǎo)入1、雙像解析攝影測量中，該如何處理兩張像片的關(guān)系呢？課程導(dǎo)入1、雙像解析攝影測量中，該如何處理兩張像片的關(guān)系呢？確定一張航攝像片（或攝影光束）在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的方位，需要六個(gè)外方位元素左片：Xs1、Ys1、Zs1、1、1、1；右片：Xs2、Ys2、Zs2、2、2、2?；謴?fù)立體像對中兩張像片的12個(gè)外方位元素即能恢復(fù)其絕對位置和姿態(tài)，重建被攝地面的絕對立體模型。1.相對定向絕對定向方法確定一張航攝像片（或攝影光束）在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的方位，需要六首先暫不考慮像片的絕對位置和姿態(tài)，而只恢復(fù)兩張

2、像片之間的相對位置和姿態(tài)，這樣建立的立體模型稱為相對立體模型，其比例尺和方位均是任意的；然后在此基礎(chǔ)上，將兩張像片作為一個(gè)整體進(jìn)行縮放、平移和旋轉(zhuǎn)，達(dá)到絕對位置。這種方法稱為相對定向絕對定向。1.相對定向絕對定向方法首先暫不考慮像片的絕對位置和姿態(tài)，而只恢復(fù)兩張像片之間的相對用于描述兩張像片相對位置和姿態(tài)關(guān)系的參數(shù)，稱為相對定向元素。用解析計(jì)算的方法解求相對定向元素的過程，稱為解析法相對定向。由于不涉及像片的絕對位置，因此，相對定向只需要利用立體像對內(nèi)在的幾何關(guān)系來進(jìn)行，不需要地面控制點(diǎn)。兩種方法：連續(xù)法相對定向、單獨(dú)法相對定向2.相對定向2.相對定向這一系統(tǒng)是把立體像對中的左像片平面當(dāng)作一個(gè)

3、假定的水平面，而求右片相對于左片的相對方位。這也就是說，這種相對方位元素系統(tǒng)是以左片的像空間坐標(biāo)系S1-x1x1z1作為參照基準(zhǔn)的。2.1連續(xù)像對相對定向這一系統(tǒng)是把立體像對中的左像片平面當(dāng)作一個(gè)假定的水平面，而求如圖所示，現(xiàn)取左片的像空間坐標(biāo)系為S1-x1x1z1作為像空間輔助坐標(biāo)系S1-U1V1W1，則可認(rèn)為左片在此像空間輔助坐標(biāo)系統(tǒng)S1-U1V1W1中的相對方位元素全部為零。因此，右片對于左片的相對方位元素，就是右片在像空間輔助坐標(biāo)系S1-U1V1W1中的相對方位元素，即左像片：， US1=VS1=W S1=0, 1=1=1=0右像片：US2=bu，V S2= bv，W S2= bw，2

4、，2，2相對定向需要恢復(fù)或解求的相對定向元素僅只有五個(gè)，即bv，bw，2，2，2，我們稱其為連續(xù)像對相對定向元素。2.1連續(xù)像對相對定向如圖所示，現(xiàn)取左片的像空間坐標(biāo)系為S1-x1x1z1作為像空在這一系統(tǒng)中，以左攝站S1為像空間輔助坐標(biāo)系原點(diǎn)，攝影基線b為U軸，左主光軸與攝影基線組成的左主核面為UW面，V軸垂直于該面構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系，如圖所示。這一種像空間輔助坐標(biāo)系也叫做基線坐標(biāo)系。所以說，單獨(dú)像對相對定向系統(tǒng)是以基線坐標(biāo)系為參考基準(zhǔn)的。2.2單獨(dú)像對相對定向在這一系統(tǒng)中，以左攝站S1為像空間輔助坐標(biāo)系原點(diǎn)，攝影基線b左、右像片的相對方位元素為：左像片：US1=VS1=WS1=0, 1，1

5、=0，1 左像片：US2=bu=b，VS2= bv=0，WS2= bw=0，2，2，2同樣，b只涉及模型比例尺的大小，而不影響模型的建立，因此，單獨(dú)像對相對定向元素系統(tǒng)由五個(gè)角元素1，1，2，2，2組成。2.2單獨(dú)像對相對定向左、右像片的相對方位元素為：2.2單獨(dú)像對相對定向確定像片對在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對位置和姿態(tài)的參數(shù)，稱為絕對定向元素。用解析計(jì)算的方法解求絕對定向元素的過程，稱為立體模型絕對定向。3.絕對定向X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2MZtpYtpXtp確定像片對在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對位置和姿態(tài)的參數(shù)，稱為絕對定立體像對共有12個(gè)外方位元素，相對定向求得五個(gè)

6、元素后，待解求的絕對定向元素應(yīng)有七個(gè)，對模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放，這七個(gè)元素是：B，XS，YS，ZS，（XS，YS，ZS）某一攝站（如左攝站）在地面攝影測量坐標(biāo)系D-XtpYtpZtp中的坐標(biāo)(也可以用模型中某一已知點(diǎn)的地面坐標(biāo))；B攝影基線長，用以確定模型的比例尺；模型在X方向（航線方向）的傾斜角；模型在Y方向（旁向）的傾斜角；模型在XY平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角。3.絕對定向立體像對共有12個(gè)外方位元素，相對定向求得五個(gè)元素后，待解求像對相對定向僅僅是恢復(fù)了攝影時(shí)像片之間的相對位置，所建立的立體模型相對于地面的絕對位置并沒有恢復(fù)。要求出模型在地面測量坐標(biāo)系中的絕對位置，就要把模型點(diǎn)在像空間輔助坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地面測量坐標(biāo)，這就需要絕對定向，模型的絕對定向是根據(jù)地面控制點(diǎn)進(jìn)行的。共線方程可知，一個(gè)像對需要左右兩個(gè)像片所建立的兩組共線方程，每組方程有6個(gè)未知數(shù)，兩組就是12個(gè)未知數(shù)。而相對定向包含5個(gè)元素、絕對定向包含7個(gè)元素，滿足了求解12個(gè)未知數(shù)的理論基礎(chǔ)。4.定向過程回顧像對相對定向僅僅是恢復(fù)了攝影時(shí)像片之間的相對位置，所建立的立課程小結(jié)與思考題總結(jié)1、相對定向絕對定向方法2、相對定向3、絕對定向思考題1、相對定向絕對