近景攝影測量的控制

近景攝影測量的控制1第一頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室2§5.1近景控制的一般概念一、近景攝影測量中實施控制的目的1）是把所構建的近景攝影測量網(wǎng)納入到給定的物方空間坐標系里。2）是通過多余的控制(包括控制點或相對控制)加強攝影測量網(wǎng)的強度。3）是通過多余的控制點或相對控制檢查攝影測量的精度和可靠性。第二頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室3二、控制點與相對控制

控制點與相對控制是近景攝影測量使用的兩類控制。

控制點通常是在被測目標上或其周圍測定的己知坐標的標志點。控制點有三維控制點(X，Y，Z)、二維控制點(如X，Y)和一維控制點(如X)之分。控制點是近景攝影測量中最常用的控制手段。

相對控制是指攝影測量處理中一些未知點間某種己知的幾何關系。第三頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室4

三、物方空間坐標系的定義方法將近景攝影測量網(wǎng)納入到給定物方空間坐標系有不同方法。之所以存在多種方法，原因是近景攝影測量所測成果一般僅用于描述目標的形狀大小，而不注意它的“絕對位置”。1、按控制點定義的物方空間坐標系2、按物方距離定義的物方空間坐標系3、按攝站到物方點距離定義的物方空間坐標系第四頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室5第五頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室6四、控制點的測定精度要求設待定點的坐標中誤差m由控制點坐標中誤差m控和攝影測量中誤差m攝兩部分組成，即：m2=m控2+m攝2為了使控制點坐標中誤差m控對待定點坐標中誤差m不構成影響，常取m控<1/3m攝的原則，來規(guī)定控制點的測定精度要求。面對某項任務，近景攝影測量中誤差m攝可預先得到估算，所以控制點的測定精度也能得以預先設計。第六頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室7§5.2控制點的一般測量方法與精度分析近景攝影測量實測中所得控制點的坐標(X,Y,Z)。常常使用普通測量的方法測算。作業(yè)步驟是：(1)以普通測量的前方交會解算其平面坐標(X，Y)；(2)按“間接高程”的方法再解求其高程(Z)。需要指出，這里討論的測量方法、適用于要求亞毫米精度的大多數(shù)近景攝影測量目標。那些精度要求較低者，可參照這里敘述的測量方法以及常規(guī)測量方法稍加變通地實施。第七頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室8一、測量原理第八頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室9自測站A和B前方交會解求P點平面坐標為：第九頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室10若取物方空間坐標系原點與A重合(XA=YA=0),且取Y軸與AB的水平投影重合(YB=S,XB=0),則有:第十頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室11P點的高程:第十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室12二、精度分析1、平面精度分析注:m—內(nèi)角A或B的測角中誤差；mA、mB—測站點A與B的點位中誤差。第十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室13注：上式未考慮儀器高i和目標高v的影響。2、高程精度分析第十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室14三、作業(yè)方法1、作業(yè)方法(1)近似量取兩測站(A、B)間的距離S’，讀至cm就可以滿足要求；(2)在物方空間適宜部位布置已知長度的距離MN，如3M長一級因瓦水準標尺、1m長的日內(nèi)瓦尺，并且使MN處于水平狀態(tài)；(3)自測站A與B按前述普通測量前方交會法，測定M、N以及各控制點的平面坐標(X’，Y’)；第十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室15(4)求解比例尺歸化系數(shù)λ：

此時還可以計算兩測站A與B間水平投影的實長S：第十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室16(5)按下式計算各控制點的平面坐標：

（6）按間接高程方法解求各控制點的高程。第十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室17§5.4室內(nèi)三維控制場室內(nèi)控制場，又稱室內(nèi)試驗場，是室內(nèi)建立的三維控制系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)按一定規(guī)律布設有一群己知空間坐標的控制標志?？刂茦酥炯瓤僧斂刂泣c使用，多個控制標志之間又可設定為某種相對控制。室內(nèi)控制場是近景攝影測量工作的一項基本建設，對科研與教學工作均很重要。第十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室18一、建立室內(nèi)三維控制場的目的1）用于近景攝影測量的有關研究，包括對新理論、新儀器和新方法的檢驗、攝影(攝像)方式的優(yōu)化設計以及檢驗控制點數(shù)量、質(zhì)量和分布對精度的影響等。第十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室19(2)實測目標形狀以及其運動狀態(tài)將被測靜態(tài)目標置放于控制場內(nèi)，可以使用普通測量的前方交會法或近景攝影測量法測定其大小與外形。動態(tài)運動目標(或模型)的運動狀態(tài)，可借助攝像頭或高速攝影機予以測定。第十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室20(3)檢定攝影機及攝像機攝影機或攝像機內(nèi)方位元素及光學畸變的檢定是近景攝影測量的一個重要工作方面，因為它們涉及到攝影瞬間光束形狀的恢復。第二十頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室21二、室內(nèi)三維控制場的布設1、兩種室內(nèi)三維控制場第二十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室22第二十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室232．三維室內(nèi)控制場的一般布設原則

布設三維室內(nèi)控制場至少應滿足以下條件：(1)應布設足夠數(shù)量(一般有數(shù)十個或更多)的三維控制點標志；(2)控制點一般是均勻分布的，并且在三個坐標方向的分布上，均有足夠的延伸(3)為攝影機留有足夠的拍攝活動空間；(4)最好安置兩個(或以上)穩(wěn)定的測墩、以測定并定期復查控制點坐標。第二十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室24第二十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室25第二十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室26§5.5活動控制系統(tǒng)

均勻分布有一定數(shù)量的二維或三維控制標志的可攜帶的輕型金屬構架，稱之為活動控制系統(tǒng)。

當同時對目標物及此活動控制系統(tǒng)攝影后，被測物自然即納入它的坐標系內(nèi)。第二十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室27活動控制系統(tǒng)，常用于下列場合：(1)被測目標較小，為數(shù)眾多、且目標處在不同位置；(2)不宜使用常規(guī)測量方法在現(xiàn)場施測控制；(3)用于長途運輸后攝影機的檢校?；顒涌刂葡到y(tǒng)自身，應具有堅固、不變形、攜帶方便等特點。第二十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室28二、活動控制系統(tǒng)控制標志的三維測量方法活動控制系統(tǒng)上各控制標志的三維坐標測量方法，一般有下列三種：(1)使用室內(nèi)控制系統(tǒng)的測墩，以普通工程測量的前方交會法測定。(2)使用三維坐標量測儀，用接觸法的觸針測定。在一些大型企業(yè)(如大型汽車制造廠)，有不同種類的三維坐標量測儀可以使用。(3)使用“景深法”測定（見教材）。第二十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室29第二十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室30第三十頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室31第三十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室32§5.7相對控制的應用相對控制的定義：攝影測量處理中未知點間的已知幾何關系。有別于航空攝影測量，近景攝影測量可更方便地布置或選用相對控制。相對控制的引用，使控制手段多樣化，對簡化和減少控制工作和提高近景攝影測量工作質(zhì)量有明顯的作用。第三十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室33相對控制的兩種方式：把相對控制認作觀測值此時將相對控制所建立的誤差方程式，與像點坐標誤差方程式一并解算，從而引進控制并加強所建模型的內(nèi)部強度。把相對控制認作真值

當把相對控制認作真值時，則提供了某種制約條件，并按帶有制約條件的間接觀測平差處理，從而引進控制并加強所建模型的內(nèi)部強度。第三十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室34一、距離相對控制

1、已知兩攝站點間的距離將L作為觀測值，存在條件方程式：經(jīng)線性化后列出誤差方程：

將上式與像點坐標誤差方程式聯(lián)立進行整體平差,此處將實地測定的長度作為觀測值參加整體平差,屬于第一種相對控制。第三十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室35若將L作為真值，則可建立一條件方程式：

將上式作為制約條件,與像點坐標誤差方程式一起,按附有制約條件的間接觀測平差模型進行處理,相當于以第二種方式使用此距離相對控制。第三十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室36二、平面相對控制

1、豎直平面相對控制因豎直面VP的方程與Z值無關，則有：第三十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室37將（5-7-15）式按泰勒級數(shù)展開

將(5-7-18)作為制約條件與像點坐標誤差方程式一并求解。第三十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室382、水平平面相對控制位于同一水平平面上的一群點的高程總是相等的，故有條件方程式：

將(5-7-21)作為制約條件與像點坐標誤差方程式一并求解。第三十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室393、任意平面相對控制

將(5-7-24)作為制約條件與像點坐標誤差方程式一并求解。第三十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室40三、直線相對控制位于一直線上的一群未知點可用作直線相對控制。1、鉛垂線相對控制第四十頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室412、任意方向直線相對控制第四十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室423、水平直線相對控制第四十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院攝影測量與遙感教研室43四、角度相對控制第四十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日東南大學交通學院