單向后方交會(huì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)報(bào)告 班級(jí)：測(cè)繪一班 學(xué)號(hào): 姓名：羅超 日期：2015.4.26目錄4333一、計(jì)算原理 已知條件攝影機(jī)主距f=153.24mm，x0=0，y0=0, 像片比例尺為1:40000，有四對(duì)點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)與相應(yīng)的地面坐標(biāo)如下表。 點(diǎn)號(hào)像點(diǎn)坐標(biāo)地面坐標(biāo)x(mm)y(mm)X(m)Y(m)Z(m)1-86.15-68.9936589.4125273.322195.172-53.4082.2137631.0831324.51728.693-14.78-76.6339100.9724934.982386.50410.4664.4340426.5430319.81757.3

2、1以單像空間后方交會(huì)方法，求解該像片的外方位元素。二、算法流程（1）獲取已知數(shù)據(jù)。從航攝資料中差取平均航高與攝影機(jī)主距；獲取控制點(diǎn)的地面測(cè)量坐標(biāo)并轉(zhuǎn)換為地面攝影坐標(biāo)。（2）量測(cè)控制點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)并作系統(tǒng)誤差改正。（3）確定未知數(shù)的初始值。在豎直攝影且地面控制點(diǎn)大體對(duì)稱分布的情況下，按如下方法確定初始值，即，（4） 用三個(gè)角元素的初始值按下式，計(jì)算各個(gè)方向余弦值，組成旋轉(zhuǎn)矩陣R （5） 逐點(diǎn)計(jì)算像點(diǎn)坐標(biāo)的近似值。利用未知數(shù)的近似值和控制點(diǎn)的地面坐標(biāo)；帶入共線方程式，逐點(diǎn)近似像點(diǎn)坐標(biāo)的近似值（x）、（y）。（6） 逐點(diǎn)計(jì)算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)，組成誤差方程式。（7） 計(jì)算法方程的系數(shù)矩陣和常數(shù)項(xiàng)

3、，組成法方程式。 （8） 解法方程，求得外方位元素的改正數(shù)。（9） 用前次迭代取得的近似值，加本次迭代的改正數(shù)，計(jì)算外方位元素的新值。（10） 將求得的外方位元素改正數(shù)與規(guī)定的限差比較，若小于限差，則迭代結(jié)束。負(fù)責(zé)用新的近似值重復(fù)（4）-（9），直到滿足要求為止。 用共線方程進(jìn)行空間后方交會(huì)的程序框如圖所示。輸入原始數(shù)據(jù)像點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算，系統(tǒng)誤差正確定外方位因素初始值組成旋轉(zhuǎn)矩陣R逐點(diǎn)組成誤差方程式并法化所有像點(diǎn)完否是解法方程，求外方位元素改正數(shù)計(jì)算改正后的外方位元素外方位元素改正數(shù)是否小于限差是輸出計(jì)算成果，計(jì)算并結(jié)束結(jié)束并顯示錯(cuò)誤信息迭代次數(shù)小于n 是否 否3、 源程序#include”ios

4、tream"using namespace std;#include”fstream"#include <iomanip>const int n=6;void inverse(double cnn);template<typename Tl,typename T2>void transpose (TI*mat1,T2*mat2,int a,int b);template<typename TI,typename T2>void multi(T1*mat1,T2*mat2,T2*result, int a, int b, int c);in

5、t main() doublex42=-0.08615,-0.06899,-0.05340,0.08221，-0.01478，-0.07663,0.01046,0.06443; doubleX43=36589.41,25273.32,2195.17,37631.08,31324.51,728.69,39100.97,24934.98, 2386.50,40426.54,30319.81,757.31; int i,j,num=0;/num為迭代次數(shù) double X06=0;/設(shè)定未知數(shù)(XS,YS,ZS,三個(gè)角度)初始值 double f=0.15324;/攝影機(jī)主距f=153.24mm d

6、ouble a=1/40000.0;/像片比例尺為1:40000 double R33=0;/初始化旋轉(zhuǎn)知陣R double approx_ x8=0;/用于存放像點(diǎn)估計(jì)值 double A86二0;/定義了一個(gè)系數(shù)陣 double AT68二0;/定義了A的轉(zhuǎn)置知陣 double L8=0:/定義常數(shù)項(xiàng)const double pi=3.97932;double Asum66=0;double result26=0;double resultl68=0;double sumXYZ3=0;cout.precision(5);cout<<”已知像點(diǎn)坐標(biāo)為:n”;for(i=0;i&l

7、t;4;i+) for(j=0;j<2;j+) cout<<fixed: if (j=0) cout<<”x”<<i+l<<”=”<<setw (8)<<xij<<” ”;elsecout<<”y"<<i+1<<”=”<<setw(6)<<xij<<endl; cout<<”己知地面四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)為:n”;for(i=0;i<4;i+) for(j=0;j<3;j+) if (j=0)cout<&

8、lt;”X"cout<<i+1;cout<<”= “<<Xij<<” ”;else if(j=1) cout<<”Y"cout<<i+1;cout<<”= “<<Xij)<<” ”:elsecout<<”Z”;cout<<i+1;cout<<”= ”;cout<<Xij<<endl; cout<<endl;for(j=0;j<3;j+) for(i=0;i<4;i+) sumXYZj+

9、=Xij;for(i=0;i<2;i+) X0i=sumXYZi/4;/X0,Y0初始化X0i=1/a*f+sumXYZ2/4. 0;/對(duì)Z0進(jìn)行初始化do R00=cos(X03)*cos(X05)-sin(X03)*sin(X04)*sin(X05); R0I=-cos(X03)*sin(X05)-sin(X03)*sin(X04)*cos(X05); R02=-sin(X03)*cos(X04); R10=cos(X04)*sin(X05); RI11=cos(X04)*cos(X05); R12=-sin(X04); R20=sin(X03)*cos(X05)+cos(X03)*

10、sin(X04)*sin(X05); R2l=-sin(X03)*sin(X05)+cos(X03)*sin(X04)*cos(X05); R22=cos(X03)*cos(X04);/第一個(gè)像點(diǎn)的估計(jì)值，第一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)存放于X 0 0,X 0 1,X 0 2approx_x0=-f*(R00*(X00-X00)+R10*(X01-X01)+R20*(X02-X02)/(R02*(X00-X00)+R12*(X01-X01)+R22*(X02-X02); approx_x1=-f*(R01*(X00-X00)+R11*(X01-X01)+R21*(X02-X02)/(R02*(X00-X00)

11、+R12*(X01-X01)+R22*(X02-X02); /第二個(gè)像點(diǎn)的估計(jì)值,第2個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)存放于X10,X11,X12 approx_x2=-f*(R00*(X10-X00)+R10*(X11-X01)+R20*(X12-X02)/(R02*(X10-X00)+R12*(X11-X01)+R22*(X12-X02); approx_x3=-f*(R01*(X10-X00)+R11*(X11-X01)+R21*(X12-X02)/(R02*(X10-X00)+R12*(X11-X01)+R22*(X12-X02); /第三個(gè)像點(diǎn)的估計(jì)值,第3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)存放于X20,X21,X22 appr

12、ox_x4=-f*(R00*(X20-X00)+R10*(X21-X01)+R20*(X22-X02)/(R02*(X20-X00)+R12*(X21-X01)+R22*(X22-X02);approx_x5=-f*(R01*(X20-X00)+R11*(X21-X01)+R21*(X22-X02)/(R02*(X20-X00)+R12*(X21-X01)+R22*(X22-X02); /第四個(gè)像點(diǎn)的估計(jì)值,第4個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)存放于X30,X31,X32 approx_x6=-f*(R00*(X30-X00)+R10*(X31-X01)+R20*(X32-X02)/(R02*(X30-X00)+R

13、12*(X31-X01)+R22*(X32-X02); approx_x7=-f*(R01*(X30-X00)+R11*(X31-X01)+R21*(X32-X02)/(R02*(X30-X00)+R12*(X31-X01)+R22*(X32-X02); for(i=0;i<4;i+) /第i個(gè)像點(diǎn)估計(jì)值放在approx_x2*(i-1),approx_x2*i-1 /*a11*/A2*i0=(R00*f+R02*approx_x2*i)/(R02*(Xi0-X00)+R12*(Xi1-X01)+R22*(Xi2-X02); /*a12*/A2*i1=(R10*f+R12*approx_

14、x2*i)/(R02*(Xi0-X00)+R12*(Xi1-X01)+R22*(Xi2-X02); /*a13*/A2*i2=(R20*f+R22*approx_x2*i)/(R02*(Xi0-X00)+R12*(Xi1-X01)+R22*(Xi2-X02); /*a21*/A2*i+10=(R01*f+R02*approx_x2*i+1)/(R02*(Xi0-X00)+R12*(Xi1-X01)+R22*(Xi2-X02); /*a22*/A2*i+11=(R11*f+R12*approx_x2*i+1)/(R02*(Xi0-X00)+R12*(Xi1-X01)+R22*(Xi2-X02);

15、 /*a23*/A2*i+12=(R21*f+R22*approx_x2*i+1)/(R02*(Xi0-X00)+R12*(Xi1-X01)+R22*(Xi2-X02); /*a14*/A2*i3=approx_x2*i+1*sin(X04)-(approx_x2*i/f*(approx_x2*i*cos(X05)-approx_x2*i+1*sin(X05)+f*cos(X05)*cos(X04); /*a15*/A2*i4=-f*sin(X05)-approx_x2*i/f*(approx_x2*i*sin(X05)+approx_x2*i+1*cos(X05); /*a16*/A2*i5

16、=approx_x2*i+1; /*a24*/A2*i+13=-1*approx_x2*i*sin(X04)-(approx_x2*i+1/f*(approx_x2*i*cos(X05)-approx_x2*i+1*sin(X05)-f*sin(X05)*cos(X04); /*a25*/A2*i+14=-1*f*cos(X05)-approx_x2*i+1/f*(approx_x2*i*sin(X05)+approx_x2*i+1*cos(X05); /*a26*/A2*i+15=-approx_x2*i; /進(jìn)行常數(shù)項(xiàng)的初始化for(i=0;i<4;i+) L2*i=xi0-appr

17、ox_x2*i; L2*i+1=xi1-approx_x2*i+1; /A的轉(zhuǎn)置矩陣 for(i=0;i<8;i+) for(j=0;j<6;j+) ATji=Aij; /實(shí)現(xiàn)A與AT相乘 int k=0; for(i=0;i<6;i+) for(j=0;j<6;j+) Asumij=0; for(i=0;i<6;i+) for(k=0;k<6;k+) for(j=0;j<8;j+) Asumik+=ATij*Ajk; /得到AT*A的逆矩陣存放在inverseAsum66中 inverse(Asum); /實(shí)現(xiàn)矩陣Asum66與AT68的相乘,結(jié)果存

18、放在result168中 for(i=0;i<6;i+) for(j=0;j<8;j+) result1ij=0; for(i=0;i<6;i+) for(k=0;k<8;k+) for(j=0;j<6;j+) result1ik+=Asumij*ATjk; /實(shí)現(xiàn)result168與l8的相乘，得到結(jié)果放在result26中； for(i=0;i<6;i+) result2i=0; for(i=0;i<6;i+) for(j=0;j<8;j+) result2i+=result1ij*Lj; num+; for(i=0;i<6;i+) X

19、0i=X0i+result2i; ofstream f7("d:A.txt"); f7<< std:fixed; cout<<"進(jìn)行第"<<num<<"次迭代帶得到Xs,Ys,Zs, ，改正數(shù)分別為：n" for(i=0;i<6;i+) cout<<setw(12)<<result2i;f7<<setw(12)<<result2i; cout<<endl<<endl; f7.close(); getchar()

20、; while(abs(result23*.0)>6|abs(result24*.0)>6|abs(result25*.0)>6); cout<<"n滿足限差條件結(jié)束循環(huán)，最終結(jié)果為：n" cout<<setw(12)<<"Xs"<<setw(12)<<"Ys"<<setw(12)<<"Zs"<<setw(12)<<""<<setw(12)<<&q

21、uot;"<<setw(12)<<""<<endl; ofstream f7("d:A.txt"); f7<< std:fixed; cout.precision(4); for(i=0;i<6;i+) cout<<setw(12)<<X0i;f7<<setw(16)<<X0i; f7.close(); /今 double XG61; for(i=0;i<6;i+) XGi0=result2i; double AXG81,V81,VT18

22、,VTV11,m0,D66; multi(A,XG,AXG,8,6,1); for( i=0;i<8;i+) /計(jì)算改正數(shù) Vi0=AXGi0-Li; transpose (V,VT,1,8); multi(VT,V,VTV,1,8,1); m0=VTV00/2; cout<<endl; ofstream f6("d:what.txt"); / f6<< std:fixed; for(i=0;i<6;i+) for(int j=0;j<6;j+) Dij=m0*Asumij; cout<<setw(10)<<

23、Dij; f6<<setw(15)<<Dij; cout<<endl; f6<<endl; for(i=0;i<6;i+) cout<<sqrt(Dii)<<endl;f6.close(); /屏幕輸出誤差方程系數(shù)陣、常數(shù)項(xiàng)、改正數(shù) / getchar(); return 0; void inverse(double cnn) int i,j,h,k; double p; double qn12; for(i=0;i<n;i+)/構(gòu)造高斯矩陣 for(j=0;j<n;j+) qij=cij; for(i=

24、0;i<n;i+) for(j=n;j<12;j+) if(i+6=j) qij=1; else qij=0; for(h=k=0;k<n-1;k+,h+)/消去對(duì)角線以下的數(shù)據(jù) for(i=k+1;i<n;i+) if(qih=0) continue; p=qkh/qih; for(j=0;j<12;j+) qij*=p; qij-=qkj; for(h=k=n-1;k>0;k-,h-) / 消去對(duì)角線以上的數(shù)據(jù) for(i=k-1;i>=0;i-) if(qih=0) continue; p=qkh/qih; for(j=0;j<12;j+) qij*=p; qij-=qkj;