近景摄影测量的控制

1、第五章近景摄影测量的控制一、近景摄影测量控制的目的一、近景摄影测量控制的目的1、把所构建的近景摄影测量网纳入到给定、把所构建的近景摄影测量网纳入到给定的物方空间坐标系中；的物方空间坐标系中；2、利用多余的控制（包括控制点和相对控、利用多余的控制（包括控制点和相对控制）加强近景摄影测量网的强度；制）加强近景摄影测量网的强度；3、利用多余的控制点和相对控制检查近景、利用多余的控制点和相对控制检查近景摄影测量的精度和可靠性。摄影测量的精度和可靠性。二、控制点与相对控制二、控制点与相对控制 控制点与相对控制是近景摄影测量中使用控制点与相对控制是近景摄影测量中使用的两类控制。的两类控制。1、控制点、控制

2、点 控制点通常是控制点通常是布设在被测目标布设在被测目标上或其周围的已上或其周围的已知坐标的标志点。知坐标的标志点。水轮机叶片水轮机叶片2、控制点的测定精度要求、控制点的测定精度要求待定点坐标的中误差m由控制点坐标中误差m控和摄影测量中误差m摄组成。22摄控mmm为使控制点坐标中误差m控对待定点坐标的中误差m不产生影响，应使3/摄控mm摄影测量中误差m摄可预先估算3、相对控制、相对控制相对控制是指在近景摄影测量中布置在物方相对控制是指在近景摄影测量中布置在物方空间的未知点间的某种已知几何关系。空间的未知点间的某种已知几何关系。如：已知的长度；如：已知的长度；已知的角度；已知的角度；未知点位于同

3、未知点位于同一平面；一平面；未知点位于同未知点位于同一直线；一直线；一、方法一、方法前方交会测量控制点的平面坐标；前方交会测量控制点的平面坐标；三角高程测量控制点的高程；三角高程测量控制点的高程；前方交会前方交会+三角高程方法三角高程方法二、原理二、原理1、前方交会、前方交会-计算平面坐标计算平面坐标*已知已知A点坐标点坐标 (XA,YA), B0点坐标为点坐标为(XB,YB)-P0点为待求点点为待求点(XP,YP)*夹角夹角 A、 B可由经纬仪（全站仪）测得可由经纬仪（全站仪）测得B0(XB,YB)P0(XP,YP)ctgBctgAXXctgAYctgBYYctgBctgAYYctgAXct

4、gBXXBABAPBABAP(2)若坐标系原点若坐标系原点D与与A点重合，点重合，计算公式计算公式(2)可简可简化为化为B0(XB,YB)P0(XP,YP)则则A点坐标为点坐标为(0,0)ctgBctgAXctgAYYctgBctgAYctgAXXBBPBBP(3)*若若A点与点与B0点连线点连线作为坐标系作为坐标系Y轴，轴，则计算公式可简化为则计算公式可简化为ctgBctgActgASYctgBctgASXABPABPB0(0,SAB)P0(XP,YP)则：则：A点坐标为点坐标为(0,0)，B0点坐标为点坐标为(0,SAB)2、三角高程、三角高程-确定高程坐标确定高程坐标假设假设A、B间水平

5、距离已知间水平距离已知*已知：已知：A点平面坐标为点平面坐标为(0,0)B点平面坐标为点平面坐标为(0,S)P点平面坐标已求点平面坐标已求出，为出，为 (XP,YP)*从从A点测得点测得P点的垂直角为点的垂直角为VA*从从B点测得点测得P点的垂直角为点的垂直角为VB如何确定如何确定P P点高程点高程Z ZP P =? =?*解决办法：解决办法：可分别由可分别由A、B两站按三角高程计算两站按三角高程计算P点高程点高程*疑问：疑问：须已知须已知A、B点的高程点的高程-A、P点间平面点间平面距离距离b可计算：可计算：22PPYXb-B、P点间平面点间平面距离距离a可计算：可计算：2222)()()(

6、SYXYYXXaPPBPBP则，则，A、P点间高差可计算：点间高差可计算：AAPtgvbhB、P点间高差可计算：点间高差可计算： BBPtgvah则，则，P点高程为：点高程为：AAAPAPtgvbHhHHBBBPBPtgvaHhHH也可以为：也可以为：前提为已知前提为已知A、B点的高程点的高程若测量中没有误差，若测量中没有误差， 则则P点高程可任取其点高程可任取其中之一（可假设测站点高程为某常数）。中之一（可假设测站点高程为某常数）。测量中不可避免存在误差！测量中不可避免存在误差！若分别从测站若分别从测站A、B测得的测得的P点高程差值小于点高程差值小于设定的精度要求，则取其均值即可。但条件设定

7、的精度要求，则取其均值即可。但条件是必须已知是必须已知A、B的高程或的高程或A、B间高差。间高差。三、精度分析三、精度分析应明确各符号的含义应明确各符号的含义222222222)()(sinSbmSambamMBAPmA、mB:测站点测站点A、B的点位中误差；的点位中误差； m:内角内角A、B的测角中误差；的测角中误差； S:基线基线AB的长度；的长度；1、平面精度分析、平面精度分析应明确各符号的含义应明确各符号的含义:22222)()cos(tanmSmMSh mS:测站点与待定点间的距离中误差；测站点与待定点间的距离中误差； ma:垂直角的测角中误差；垂直角的测角中误差； a:垂直角；垂直

8、角； g:交会角交会角2、高程精度分析、高程精度分析思考：思考：测站测站A、B的的坐标如何得坐标如何得到？到？四、测站点的确定四、测站点的确定不关注坐标系的绝对位置，为自由坐不关注坐标系的绝对位置，为自由坐标系。标系。两个测站的情况下，确定基线间长度两个测站的情况下，确定基线间长度即可确定两测站的坐标。即可确定两测站的坐标。（平面坐标）（平面坐标）基线的确定方法：基线的确定方法：1、钢尺、皮尺；、钢尺、皮尺；2、铟瓦尺；、铟瓦尺；3、测距仪；、测距仪；4、标准尺法。、标准尺法。标准尺法标准尺法 在测量基线的前方，水平放置一在测量基线的前方，水平放置一根高精度的标准尺，按前方交会方法根高精度的标

9、准尺，按前方交会方法测得尺上两点的坐标后，计算其长度，测得尺上两点的坐标后，计算其长度，求出它与真尺长的比值，改化基线长求出它与真尺长的比值，改化基线长度。度。步骤：步骤：1、 根据实际情根据实际情况安置两测站况安置两测站A、B后，近似量取后，近似量取基线长度基线长度SAB作作为初值；为初值；2、 在测量基线的前方，水平放置一根高在测量基线的前方，水平放置一根高精度的标准尺，在其上选取两个刻划精度的标准尺，在其上选取两个刻划M、N，做出标记，其真长记为，做出标记，其真长记为SMN ；步骤：步骤：4、在两测站、在两测站A、B安置经纬仪，按前方安置经纬仪，按前方交会法分别测量交会法分别测量M、N

10、两点的水平角；两点的水平角；3、确定起始方向线；、确定起始方向线；5、按前方交会公式计算、按前方交会公式计算M、N两点的两点的平面坐标平面坐标 ；6、计算、计算M、N两点间的距离，记为两点间的距离，记为 SMN ；22)()(NMNMMNYYXXS8、求解测量基线长度、求解测量基线长度 SAB= l SAB7、计算比例尺归划系数、计算比例尺归划系数 l=SMN /SMN 如果标准尺放置不水平如果标准尺放置不水平1、 根据实际情况安置两测站根据实际情况安置两测站A、B后，后，近似量取基线长度近似量取基线长度SAB作为初值；作为初值；2、 在测量基线的前方，放置一根高精在测量基线的前方，放置一根高

11、精度的标准尺，在其上选取两个刻划度的标准尺，在其上选取两个刻划M、N，做出标记，其真长记为，做出标记，其真长记为SMN ；步骤：步骤：4、在两测站、在两测站A、B安置经纬仪，按前安置经纬仪，按前方交会法分别测量方交会法分别测量M、N 两点的水平两点的水平角，按三角高程法测量角，按三角高程法测量M、N 两点的两点的垂直角；垂直角；5、按前方交会公式计算、按前方交会公式计算M、N两点的两点的平面坐标平面坐标 ；按三角高程公式计算；按三角高程公式计算M、N两点的高程；两点的高程；6、计算、计算M、N两点间的距离，记为两点间的距离，记为 SMN ；222)()()(NMNMNMMNZZYYXXS8、求

12、解测量基线长度、求解测量基线长度 SAB= l SAB7、计算比例尺归划系数、计算比例尺归划系数 l=SMN /SMN 此基线长度为此基线长度为:水平距离？水平距离？空间距离？空间距离？水平距离！水平距离！五、有关注意事项五、有关注意事项1、起始方向线的确定方法、起始方向线的确定方法a、对称目标法；、对称目标法；b、内标志法；、内标志法；c、外标志法；、外标志法；d、旋转仪器法；、旋转仪器法；e、平行光管法；、平行光管法；2、测站高差的确定、测站高差的确定a、经纬仪水准法；、经纬仪水准法；b、引点测高差法；、引点测高差法；c、若基座变动，须重新确定高差。、若基座变动，须重新确定高差。六、关于高

13、精度测量控制网六、关于高精度测量控制网宝鸡桥梁厂钢结构车间内宝鸡桥梁厂钢结构车间内的工业测量控制网的工业测量控制网按大地测按大地测量的边角量的边角网平差。网平差。一、建立的目的一、建立的目的1、用于摄影机检定、用于摄影机检定2、用于摄影测量理论的研究、用于摄影测量理论的研究3、用于实测目标形状或运动状态、用于实测目标形状或运动状态二、室内控制场的布设原则二、室内控制场的布设原则室内三维控制实验场全景室内三维控制实验场全景室内控制场的布设原则室内控制场的布设原则1、足够数量的三维控制点；、足够数量的三维控制点；2、控制点应分布均匀，在空间上有、控制点应分布均匀，在空间上有足够延伸；足够延伸；3、

14、留有摄影空间；、留有摄影空间；一、定义一、定义均匀分布有一定数量已知坐标的控制点的可均匀分布有一定数量已知坐标的控制点的可携带框架，称为活动控制系统。携带框架，称为活动控制系统。二、建立活动控制系统的目的二、建立活动控制系统的目的1、被测目标较小，数量较多且处在不、被测目标较小，数量较多且处在不同的位置；同的位置；2、不宜采用常规测量方法在现场实施、不宜采用常规测量方法在现场实施控制测量；控制测量；3、用于长途运输后摄影机的检校。、用于长途运输后摄影机的检校。三、活动控制系统的测量方法三、活动控制系统的测量方法1、普通工程测量方法、普通工程测量方法2、三维坐标量测仪测量、三维坐标量测仪测量3、

15、摄影测量方法、摄影测量方法主要的相对控制形式主要的相对控制形式距离相对控制（点与点之间距离）距离相对控制（点与点之间距离）平面相对控制（共面）平面相对控制（共面）直线相对控制（共线）直线相对控制（共线）角度相对控制角度相对控制相对控制的使用可采用两种方式处理： 相对控制看作观测值，此时应列误差方程式与其它误差方程式一并解算； 相对控制看作真值，此时所列方程式为制约条件，加强所构建模型的强度；LXBXBAtVuucc 相对控制看作观测值LLLLLXBVPPSLXBXBAtVuucc 相对控制看作真值SSSLXBPPS 距离相对控制(作为观测值)设两物点为Si、Sj，其间距离经量测为Lij，两物点

16、坐标分别为（Xi、Yi 、Zi ）、（Xj、Yj 、Zj ），有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF若函数Fi,j的近似值为Fi,j，改正数为 Fi,j，有，0,ijijjiFFF（1）（2）其中Fi,j的值是趋近计算中，根据式（1）计算。将式（2）线性化，0,jjjjjjiiiiiiijijijijijjiZZFYYFXXFZZFYYFXXFLLFFFFF0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF（3）其中：0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLFLijijijijijvLLLLLF22ijiiiXXXXXF)(2ijiiiYYY

17、YYF)(2ijiiiZZZZZF)(20)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLFjjijjXXXXXF)(2jjijjYYYYYF)(2jjijjZZZZZF)(2代入式（3）有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF0)(2)(2)(2)(2)(2)(22jjijjijjiijiijiijiijijijZZZYYYXXXZZZYYYXXXLLFLij=VLijijjjjiiijijijijijijiLLFZYXZYXZZYYXXZZYYXXv2 )()()()()()( LLLLLXBV 距离相对控制(作为真值)jijijijijijiijjiFZZY

18、YXXFFLF,200200200,2,)()()(设两物点为Si、Sj，其间距离为Lij作为真值，两物点坐标分别为（Xi、Yi 、Zi ）、（Xj、Yj 、Zj ），有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF2,)(2)(2)(2)(2)(2)(2ijjjijjijjiijiijiijijijiLZZZYYYXXXZZZYYYXXXFF2 )()()()()()( 2,ijjijjjiiijijijijijijiLFZYXZYXZZYYXXZZYYXXSSSLXB按附有制约条件的间接平差模型处理LXBXBAtVuucc 相对控制看作观测值SSSSLXBVPPSLXBXBAtVuucc 相对控制看作真值SS