武大《攝影測量》課件—第15講 空間前方交會

1、 上講內(nèi)容 相對定向概念相對定向概念 共面條件方程共面條件方程 連續(xù)像對的相對定向方程連續(xù)像對的相對定向方程 單獨像對的相對定向方程單獨像對的相對定向方程 絕對定向概念絕對定向概念 空間相似變換空間相似變換 絕對方位元素的解算絕對方位元素的解算 共面條件的 向量表達式 0)( 221121 aSaSSS 0)( 21 RRB S2 S1 A P1 a2a1 P2 WA o1 o2 J2 J1 B 1 R 2 R 2 2、共面條件方程、共面條件方程 S2 1 x 1 y 1 z B S1 A a1 a2 BZ BY BX 共面條件的坐標分量表達式 連續(xù)像對系統(tǒng)連續(xù)像對系統(tǒng) 0 222 111 z

2、yx zyx BBB ZYX 2 2、共面條件方程、共面條件方程 S1 a1 a2 A B 0 X S2 0 Y 0 Z 共面條件的坐標分量表達式 單獨像對系統(tǒng)單獨像對系統(tǒng) 0 00 222 111 ZYX ZYX B 2 2、共面條件方程、共面條件方程 0 0 00000 fd f d f d f d f d f f 誤差方程 0 00000 Fd F d F d F d F d F v 0),(f 3 3、連續(xù)像對相對定向方程、連續(xù)像對相對定向方程 12 34 56 相對方位元素的解算注意事項 原始數(shù)據(jù) 點數(shù)、點位 格魯伯點 kx f y f f xy f xyyx bq 2 2 2212

3、121 )( 3 3、連續(xù)像對相對定向方程、連續(xù)像對相對定向方程 1、已知：地面控制點坐標（ ）和相應(yīng)的模型 點坐標（ ），求絕對方位元素。 2、已知：模型點坐標（ ）和絕對方位元素，求 所對應(yīng)地面點在地輔坐標系中的坐標（ ）。 2、空間相似變換 0 0 0 323 322 321 Z X Z X Z Y X YY cca bba aaa T T T 空間相似變換公式的應(yīng)用： TTT Z,Y,X ZY,X, ZY,X, TTT Z,Y,X 3、絕對方位元素解算 0 0 0 0 0 0 0100 0010 0001 TT TT TT trtrtr trtrtr trtrtr ZZ YY XX d

4、 d d d dZ dY dX XYZ XZY YZX dd Z Y X M Z Y X tr tr tr 1 ; 00 0 000 )(XXMX T 控制點的數(shù)量和分布 3、絕對方位元素解算 至少需要兩個平高控制點和一個高程點， 且任意3個點不能位于同一條直線上。 為了保證精度，通常使用4個或4個以上的 平高控制點列誤差方程式，平差答解7個絕對 方位元素。 A A A X Y Z D 0 X 1 S 0 Z 0 Y S1 o1 a1 S2 o2 a2 問題問題 提出提出 如何求解模型點的坐標？ 如何求解地面點的坐標？ 內(nèi)容安排 基本公式基本公式( (重點、難點重點、難點) ) 水平像片對的空

5、間前方交會公式水平像片對的空間前方交會公式 標準式像對的空間前方交會公式標準式像對的空間前方交會公式 模型點坐標的計算模型點坐標的計算 地面點坐標的計算地面點坐標的計算 利用立體像對兩張像片的內(nèi)方位元素、同 名像點坐標和像對的相對方位元素（或外 方位元素）解算模型點坐標（或地面點坐 標）的工作。 S2 o2 a2 S1 o1 a1 AA S2 o2 a2 S1 o1 a1 AA 1、利用立體像對兩張像片的相對方 位元素，計算模型點的三維坐標； 2、利用立體像對兩 張像片的外方位元素， 計算地面點的地面坐 標。 S S B Y Z X Y X Z Y B Z B X B Z Y X Y Z Y

6、X YX Z Z A P1 P2 a a X 1 1、基本公式、基本公式 (1) ZBZ YBY XBX Z Y X 左片的幾何關(guān)系左片的幾何關(guān)系 f y x ccc bbb aaa Z Y X 1 1 321 321 321 Z Z Y Y X X Sa SA N Sa SA 設(shè)a點投影系數(shù) S P1 a Y Z X Z YX A Z Y X S (2) NZZ NYY NXX S Y X Z Y Z Y X Z P2 a X A 右片的幾何關(guān)系右片的幾何關(guān)系 f y x ccc bbb aaa Z Y X 2 2 321 321 321 Z Z Y Y X X aS AS N aS AS

7、設(shè)a點投影系數(shù) (3) ZNZ YNY XNX (1) ZBZ YBY XBX Z Y X )4( ZNBZBNZZ YNBYBNYY XNBXBNXX ZZ YY XX (2) NZZ NYY NXX (3) ZNZ YNY XNX )5( ZNBNZZ YNBNYY XNBNXX Z Y X 如何答解投影系數(shù)？ YZZY YBZB N YZZY YBZB N a ZY ZY )( XZZX XBZB N XZZX XBZB N c ZX ZX )( XYYX XBYB N XYYX XBYB N b YX YX )( YZZY YBZB N YZZY YBZB N a ZY ZY )( Y

8、 B S S B Y Z Y X Z Z B X B Y X Z YX Z A a a S A )5( ZNBNZZ YNBNYY XNBNXX Z Y X YZZY YBZB N YZZY YBZB N a ZY ZY )( S S S Y Z Y )(XX Z Y X Z YX Z A a a XB 0 ZY BB A XYYX XBYB N XYYX XBYB N b YX YX )( S S Y B S S B Y Z Y X Z Z B X B Y X Z YX Z A a a )5( ZNBNZZ YNBNYY XNBNXX Z Y X S A Y B S S B Y Z Y X

9、Z Z B X B Y X Z YX Z A a a XZZX XBZB N XZZX XBZB N c ZX ZX )( )5( ZNBNZZ YNBNYY XNBNXX Z Y X )6( XZZX XBZB N XZZX XBZB N ZX ZX Y B S S B Y Z X Y X Z Z B X B Z Y X Y Y X Z YX Z A a a X )5( ZNBNZZ YNBNYY XNBNXX Z Y X 2、水平像片對的空間前方交會公式 f y x Z Y X 0 1 0 1 f y x Z Y X 0 2 0 2 f y x ccc bbb aaa Z Y X 2 2

10、321 321 321 f y x ccc bbb aaa Z Y X 1 1 321 321 321 2、水平像片對的空間前方交會公式 f y x Z Y X 0 1 0 1 f y x Z Y X 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1 0 2 0 1 0 2 / / xx fxBB N xx fxBB N ZX ZX NfZ NyY NxX 0 1 0 1 fNBZ yNBY xNBX Z Y X 0 2 0 2 )6( XZZX XBZB N XZZX XBZB N ZX ZX 3、標準式像對的空間前方交會公式 0 YZ BBBB X 00 2 0 1 p B xx B NN X 0

11、2 0 1 0 1 0 2 0 1 0 2 / / xx fxBB N xx fxBB N ZX ZX NfZ NyY NxX 0 1 0 1 fNBZ yNBY xNBX Z Y X 0 2 0 2 3、標準式像對的空間前方交會公式 00 2 0 1 p B xx B NN X f p B Z y p B Y x p B X 0 0 1 0 0 1 0 f p B Z y p B Y x p B BX 0 0 2 0 0 2 0 0 YZ BBBB X 1、模型點坐標的計算 a. a. 連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 內(nèi)

12、方位元素內(nèi)方位元素 相對方位元素相對方位元素 同名像點坐標同名像點坐標),( 2211 yxyx , ),( 00 fyx 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 確定角方位元素和基線分量確定角方位元素和基線分量 222 Z sin ZYX XY X BBBB BB tgBB B 2 2 2 111 0 1、模型點坐標的計算 a. a. 連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程 1、模型點坐標的計算 a. a. 連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 確定角方位元素和基線分量確定角方位元素和基線分量 計算左右

13、片在攝測坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 E ccc bbb aaa 321 321 321 321 321 321 ccc bbb aaa f y x Z Y X 1 1 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 確定角方位元素和基線分量確定角方位元素和基線分量 計算左右片在攝測坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 f y x ccc bbb aaa Z Y X 2 2 321 321 321 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX 1、模型點坐標的計算 a. a. 連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 確定角方位元素和基線分量確定角方位元素和基線分量 計

14、算左右片在攝測坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX 計算投影系數(shù) 和 N N XZZX XBZB N XZZX XBZB N ZX ZX 1、模型點坐標的計算 a. a. 連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 確定角方位元素和基線分量確定角方位元素和基線分量 計算左右片在攝測坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX 計算投影系數(shù) 和 N N NZZ BYNNYY NXX Y )( 2 1 計算模型點坐標（ ）ZYX, 1、模型點坐標的計算 a. a. 連續(xù)像

15、對相對定向之后，模型點坐標的計算過程連續(xù)像對相對定向之后，模型點坐標的計算過程 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 內(nèi)方位元素內(nèi)方位元素 相對方位元素相對方位元素 同名像點坐標同名像點坐標),( 2211 yxyx b. b. 單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算 ),( 0 22 0 11 1、模型點坐標的計算 ),( 00 fyx 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 計算左右片在攝測坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 321 321 321 ccc bbb aaa 321 321 321 ccc bbb aaa b. b. 單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算單獨像對相對定向之后，模型點坐

16、標的計算 1、模型點坐標的計算 f y x ccc bbb aaa Z Y X 1 1 321 321 321 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 計算左右片在攝測坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 f y x ccc bbb aaa Z Y X 2 2 321 321 321 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX b. b. 單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算 1、模型點坐標的計算 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 計算左右片在攝測坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX 計算投影系數(shù) 和 N N XZZX BZ N XZZX ZB N b. b.

17、 單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算 1、模型點坐標的計算 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 計算左右片在攝測坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX 計算投影系數(shù) 和 N N NZZ YNNYY NXX )( 2 1 計算模型點坐標（ ）ZYX, b. b. 單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算單獨像對相對定向之后，模型點坐標的計算 1、模型點坐標的計算 2、地面點坐標的計算 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 內(nèi)方位元素內(nèi)方位元素 外方位元素外方位元素 同名像點坐標同名像點坐標),( 2211 yxyx 111111 、 SSS ZYX 2222

18、22 、 SSS ZYX ),( 00 fyx 2、地面點坐標的計算 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 計算左右片在地輔坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 321 321 321 ccc bbb aaa 321 321 321 ccc bbb aaa 2、地面點坐標的計算 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 計算左右片在地輔坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 計算基線分量 12 12 12 ssZ ssY ssX ZZB YYB XXB f y x ccc bbb aaa Z Y X 1 1 321 321 321 f y x ccc bbb aaa Z Y X 2 2 321 321 321 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 計算左右片在地輔坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 計算基線分量 2、地面點坐標的計算 計算投影系數(shù) 和 N N XZZX XBZB N XZZX XBZB N ZX ZX 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 計算左右片在地輔坐標系中旋轉(zhuǎn) 矩陣的方向余弦 計算基線分量 2、地面點坐標的計算 計算投影系數(shù) 和 N N 計算像點的攝測坐標 ),(ZYX),(ZYX 原始數(shù)據(jù)原始