近景摄影测量的其它解析处理方法

1、近景摄影测量二 一 一 年 四 月 1第八章 近景摄影测量的其 它解析处理方法28.1 概述近景摄影测量的其他解析处理方法* 基于共面条件方程式的近景摄影测量解析处理方法* 基于角锥体原理的空间后方交会-前方交会解法（1，2）* 基于被测目标平行线垂直线组的摄影机检校方法* 伪视差法* 近景摄影测量的空间相似变换3 以共线条件方程为基础的空间后方交会求解像片的外方位元素，存在一些问题：（1）当各控制点在像片上的构像范围较小时，外方位角元素的解就不稳定，尤其在地面近景摄影测量中，这种现象格外明显；（2）需要同时解算6个外方位元素，而解算过程又是按迭代方式进行，初始值的不佳会引起未知数间较强的相关

2、性，导致不正确的解算结果。48.1 基于角锥体原理的空间后方交会-前方交会解法 一、定义 近景摄影测量中，基于“以摄影中心为顶点的两根构像光线的像方角应与其物方角相等”原理的空间后方-前方交会解析处理方法，称之为角锥体原理的空间后方交会-前方交会。 有时也称余弦法或矢量法。5以摄影中心为顶点的两根构像光线的像方角与其物方角相等 基于角锥体原理的方法将六个外方位元素分成毫不相关的两组进行解算，其中线元素按迭代法解算，角元素则按直接法解求。DZYXCBAabcS6二、解算方法一步骤：1. 摄影中心坐标确定（线元素确定）2. 每张像片旋转矩阵确定（角元素确定）3. 待定点空间坐标确定71. 摄影中心

3、坐标确定 根据角锥体原理，有根据像点在像空间直角坐标系中的坐标，可得根据物点在物空间坐标系中的坐标，可得8 为了解算摄影中心坐标，至少需要知道三个控制点；在有多余观测的情况下，将 作为观测值，列出误差方程式，利用平差解算。92. 每张像片旋转矩阵确定根据共线方程，有写成矩阵形式103. 待定点物方空间坐标的确定 确定每一张像片的内、外方位元素后，即可按双像空间前方交会或多像空间前方交会求解出待定点的空间坐标。11三、解算方法二步骤：计算摄影中心与已知控制点间的距离2. 外方位线元素解算3. 外方位角元素解算4. 待定点物方空间坐标解算12ihGHgSC1.计算摄影中心与已知控制点间的距离13i

4、hGHgSI1.计算摄影中心与已知控制点间的距离14ihGHgSI1.计算摄影中心与已知控制点间的距离151.计算摄影中心与已知控制点间的距离162.外方位线元素计算ihGHgSI172.外方位线元素计算ihGHgSI182.外方位线元素计算ihGHgSI193.外方位角元素计算其中，为所测点的比例尺分母，随点的不同而不同，如对于A点，ihGHgSI20假定ai,bi,ci为独立参数，针对三个已知控制点，有同理解算bi,ci。解算完后必须对组成的旋转矩阵进行正交性验证。(如何验证？）214. 待定点物方空间坐标的确定 确定每一张像片的内、外方位元素后，即可按双像空间前方交会或多像空间前方交会求

5、解出待定点的空间坐标。228.2 基于平行线相对控制的空间后方交会解法 被测目标有三组平行线，直线1-2、3-4平行于X轴，直线5-6、7-8、13-14平行于Z轴，直线9-10、11-12平行于Y轴。23一、外方位元素的解算 共线条件方程式24直线12平行于X轴：其上任意点的Y坐标相等，Z坐标相等，即所以对1、2两点有如下关系经整理后，得25旋转矩阵R是正交矩阵，每个元素等于其代数余子式代入上式，得（1）26同理，由直线34上两点可得（2）将（1）（2）两式变形，得（3）两式相除，消去a2,有27整理，可得到a3与a1的关系式（4）由式（1）、（2）还可得如下关系式：（5）28由正交旋转矩阵

6、的特性可得到（6）将式（6）代入 （4）、（5）有（7）内方位元素29（6）将式（6）代入 （4）、（5）有（7）内方位元素（4）（5）30由与Y轴平行的直线9-10、11-12，可推得（8）31由与Z轴平行的直线5-6、7-8，可推得（9）32当计算出内方位元素后，即得计算外方位角元素（9）33二、内方位元素的解算 由正交旋转矩阵的特性（7） （8） （9）34将（7）（8）（9）中各方向余弦代入，得35u作为独立未知数，有近似性注意：上述计算式中的像点坐标应为改正了畸变差的像点坐标。36三、像点坐标畸变差的改正其中：在解算内、外方位元素之前，应先改正物镜畸变差37畸变差改正数可以表达为：对

7、称性畸变差影响非对称性畸变差影响38畸变差的改正可以下两种方式处理1）按三点共线条件处理点1、15、2为一直线上三点，其影像在消除畸变差后，三个像点的构像也应为一直线。则三点所围面积为零。将此行列式展开，可形成附有未知数的条件方程式。对每一条直线都可列出这样的一个方程。392）物方平行线在相片的构像交于合点 由平面解析几何，有三条平行线：5-6、7-8、13-14，交于一点，则系数的行列式为零。402）物方平行线在相片的构像交于灭点 由平面解析几何，有三条平行线：5-6、7-8、13-14，交于一点，则系数的行列式为零。直线56的方程式为：412）物方平行线在相片的构像交于灭点 由平面解析几何

8、，有三条平行线：5-6、7-8、13-14，交于一点，则系数的行列式为零。直线56的方程式为：同样写出直线7-8、13-14的方程式422）物方平行线在相片的构像交于灭点 由平面解析几何，有三条平行线：5-6、7-8、13-14，交于一点，则系数的行列式为零。将此行列式展开，可形成附有未知数（ 畸变系数）的条件方程，对每一组平行线都可列出一附有未知数的条件方程式。43式中，各坐标值应看做是观测值、改正数以及畸变差改正数之和。448.3 基于共面条件方程式的近景摄影测量解析处理方法立体像对摄影基线及同名光线应位于同一平面AS1S2a1a245以左像空间坐标系为基础，右像片相对于左像片的相对方位元

9、素X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy连续法相对定向元素： By ， Bz ，连续法相对定向元素46单独法相对定向元素2单独法相对定向元素： 1 ， 1 ，2，2，21X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B在以左摄影中心为原点、左主核面为XZ平面、摄影基线为X轴的右手空间直角坐标系中，左右像片的相对方位元素22147解析相对定向原理同名光线对对相交于核面内XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2481、连续法解析相对定向原理ByX1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxAa1(X1 ,Y1

10、,Z1)a2(X2 ,Y2 ,Z2)49连续法解析相对定向原理Bs1s2BzByBx50连续法解析相对定向原理51偏导数 152偏导数 253偏导数 2-154偏导数 2-155线性化方程等式两边同时除以56系数约简57常数项约简58连续法相对定向中常数项的几何意义X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q为定向点上模型上下视差当一个立体像对完成相对定向， Q0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交， Q059误差方程及法方程的建立量测 5 个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素o1o2135246602、单独法解析相对定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1 ,Y1 ,Z1)a2(X2 ,Y2 ,Z2)61单独法解析相对定向原理62偏导数 3-163偏导数 3-264线性化方程等式两边同时乘以并视65常数项约简66单独法相对定向中常数项的几何意义q为相当于像空间辅助坐标系中一对理想像对上同名像点的上下视差当一个立体像对完成相对定向， q0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交， q0X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2Ba1a2(xt2,yt2)(xt1,yt1)67误差方程及法方程的建立量测 5 个以上的