检校计算航摄仪Boresight角

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2 航摄像片的投影关系

T
本讲参考资料教材
张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社
参考书
金为铣，杨先宏等编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社
像片主距
像片主距：物镜后节点到像平面的距离
S f
F
长焦距：(主距>200mm) 中焦距：(主距＝100～200mm) 短焦距：(主距<100mm)
像场：物镜焦面上中央成像清晰的范围
像场角
像场角：像场直径对物镜后节点的夹角
2b
常宽
角：(视场角<75 ) 角：(视场角＝75 ~100 )
。。
航摄像片中的重要点、线、面
hi P Es S hc T J n v N ho v
i
o W hi
c
ho hcC
V
O E
V
T
重要的点线
点：摄影中心S 像主点o 地主点O 像底点n 地底点N 等角点c 地面等角点C
面：地面E 像片面P 主垂面W 真水平面Es 线：迹线TT 主光线SoO 主垂线SnN 摄影方向线VV 主纵线vv 等角线ScC 主合线hihi 主横线hoho 等比线hchc
L
一张像片上相邻主点连线与同方向框 0 标连线间的夹角。要求像片旋角<6
像片旋角
o2 o1

像片旋角过大会减少立体像对的有效范围
§2.2
航摄像片与地形图
投影方式
投影：用一组假想的直线将物体向几何面投射投影射线：投影的直线投影平面：投影的几何面
投影射线会聚于一点的投影称为中心投影
主合点i
主遁点J
面
重要点线的数学关系
o n f tg o c f tg

全景式航空相机摄影起始角误差降低的方法研究

全景式航空相机摄影起始角误差降低的方法研究摘要：全景式属于航空侦察相机的一种成像方式，全景式航空相机在载机飞行过程中，通过探测器摆扫成像，综合考虑载机速高比，合理设置摆扫速度及横向扫描角，避免出现图像漏洞。

为满足全景式航空相机摄影需要，需为摄影起始角预留一定角度，所预留的角度值则会对摄影起始角精度及图像覆盖宽度造成影响。

在研究全景式航空相机摄影工作方式基础上，提出改进迭代算法，降低全景式航空相机摄影起始角误差。

通过实践证明，改进迭代算法，可以有效降低全景式航空相机摄影起始角误差。

关键词：全景式航空相机摄影起始角误差1 全景式航空相机概述及其工作方式1.1 全景式航空相机概述按照成像方式，可以将航空侦查相机分为画幅式、推扫式及全景式。

其中全景式航空相机，在载机飞行中，通过探测器摆扫成像，并设置合理的摆扫速度及横向扫描角。

航空相机属于一种精密光电仪器，地面覆盖宽度属于全景式航空相机重要指标。

为实现航空相机较大的覆盖宽度，对相机摄影效率提出了更高要求。

在本文中，所选择的全景式航空相机，其探测器为TDI CCD，为获得极限覆盖宽度，需要保证相机拍摄摄影起始时间间隔最短。

为满足其工作要求，需预留出一定的摄影起始角角度，但预留角度值会对摄影起始角精度造成影响，并对图像覆盖宽度产生影响。

在分析全景式航空相机工作方式的基础上，找出图像边缘差异占覆盖宽度比值与横向扫描角、目标倾斜角、摄影起始角之间所存在的关系，并提出改进迭代算法，降低全景式航空摄影起始角误差。

1.2 全景式航空相机工作方式全景式航空相机工作方式可以通过下图来描述：在图1中，其中H代表载机飞行高度，W代表的是覆盖宽度，D 为近景点相邻帧重叠宽度，θM代表的是目标倾斜角，2βs代表横向扫描角。

在全景式航空相机载机飞行时，通过摆扫实现地面不同带状区域成像，在每个区域中，存在着一定重叠率，通过成像拼接，获得大面积图像信息。

通过摆扫方式，实现覆盖宽度扩大。

IMU-DGPS辅助航空摄影技术规定(试行)

1:10000、1:50000 地形图IMU/DGPS 辅助航空摄影技术规定（试行）国家测绘局2004 年12 月前言1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语 (1)4 航摄系统 (3)5 航摄设计 (5)6 航摄飞行 (9)7 数据处理 (11)8 上交成果 (13)附录A（规范性附录）偏心分量测定表 (16)附录B（规范性附录）航摄飞行IMU/DGPS 记录表 (17)附录C（规范性附录）IMU/DGPS 辅助航摄飞行数据预处理结果分析表 (18)附录D（规范性附录）基站同步观测情况记录单 (19)摄影测量的原理就是摄影光束相交得到地面点的点位。

确定投影光束（像片）的姿态需要有三个线元素和三个角元素（合称外方位元素）。

传统航测成图的方法利用地面控制点并通过空三加密反求光束的外方位元素，该方法严重依赖地面控制点。

在测区无法涉足（如中国西南部一些地区）或找不到合适的地面控制点（如沙漠、戈壁、森林及大草原）的地区，该成图方法受到了严重限制。

同时，传统航空摄影测量中像控测量的工作量和费用占很大的比重。

因此直接获取投影光束（像片）的外方位元素，无需大量的野外控制测量，一直是摄影测量工作者孜孜以求的目标。

自80 年代后期，GPS（全球定位系统）应用于航空摄影测量后，GPS 辅助空三方法可直接测量出投影光束的三个线元素，通过空三的方法进而获取角元素，部分实现了直接获取。

而开始于90 年代，成熟于2000 年左右的IMU/DGPS（惯性测量单元/差分GPS）技术辅助航测成图方法可直接获取三个线元素和三个角元素，实现了航空摄影后直接进入内业成图工序。

从航摄像片直接测定地面点的坐标是摄影测量发展的一大趋势。

为适应航空摄影测量技术的发展、满足国家基础测绘生产中制作和更新1:10000 与1:50000 地形图对航摄资料的要求，依据有关航空摄影、航空摄影测量内、外业等规范和规定，并充分考虑基于IMU/DGPS 技术进行航空摄影的特点与要求，制定本规定。

航空摄影测量模拟法航片外业调绘 PPT

Chengdou Railway Engneer School
王海生
近景摄影测量
在轧钢生产流水线上，为了提高生产效率和产品质量，在轧钢生产流水线上，为了提高生产效率和产品质量，安装量测摄影机，实时地量测被加工物体的大小和形安装量测摄影机，引导设备对钢坯进行加工和处理。状，引导设备对钢坯进行加工和处理。像这样在近距米以内）拍摄目标图像，离（一般指 100 米以内）拍摄目标图像，经过加工处确定其大小、形状和几何位置的技术，理，确定其大小、形状和几何位置的技术，称为近景摄影测量。摄影测量。近景摄影测量包括近景摄影和图像处理两个过程。近景摄影一般使用量测摄影机，它是框标、个过程。近景摄影一般使用量测摄影机，它是框标、内方位元素已知并且物镜畸变小的专用仪器，内方位元素已知并且物镜畸变小的专用仪器，有的还备有外部定向、同步摄影、连续摄影等设备。备有外部定向、同步摄影、连续摄影等设备。也可以使用非量测摄影机，如电影摄影机、高速摄影机、使用非量测摄影机，如电影摄影机、高速摄影机、全息摄影机、显微摄影机、数字摄影机、光摄影机等。息摄影机、显微摄影机、数字摄影机、 X 光摄影机等。图像处理同通常的摄影测量类似，图像处理同通常的摄影测量类似，分为模拟法和解析可以获得平面图、立体图、断面图、透视图、法，可以获得平面图、立体图、断面图、透视图、等值线图以及包括物点坐标在内的多种物理参数。值线图以及包括物点坐标在内的多种 Engneer School
王海生
平面像片上为什么能够摄取物体的三维（立体）体的三维（立体）图像
航空或航天遥感时，使用微波全息雷达、合成干涉仪雷达或相干激光雷达等，能够获得高分辨率的三维（立体）图像。三维图像即常说的全息图像。我们知道，普通的照片是二维的，它所记录的只是光波的强度分布图像即振幅信息，而不包括相位信息。既记录振幅又记录相位的摄影称为“全息”摄影，那么在平面像片上是怎样反映全息图像的呢？这里的关键是引入了一束相干的参考光。摄影时，借助参考光确定两束光波的相位差，把来自物体本身的光波记录下来，也把反射的人工施加的参考光记录下来。于是在参考光的“衬托”下获得三维 Chengdou Railway 图像。在一般照明条件下从全息图上看不到物 Engneer School 王海生体的影像，用一定方向的激光束投射到全息图上，才能显现物体的影像（实像或虚像）。

第三章航摄仪

三.一个立体像对的有效面积 S有效 S有效= Bx ﹒By
四.重叠度调整器 (航空摄影中如何保持qx ）
设：相邻两摄站之间的摄影时间间隔为τ 则有： τ = B x W W——飞机地速
B x = (1 − q 'x )L'x
(1 − q 'x )L'x (1 − q 'x )l x ⋅ m ' = ∴τ = W W
二.当代航空摄影发展的现状
1.由于航天摄影的发展，航空摄影向大、中比例尺发展。
2.由于经济的发展，航摄资料的更新周缩短，并广泛地用于国民经济各部门。 3.大比例尺航空摄影＋GPS导航
4.航摄仪的质量在近二十年有了大幅度提高
具有像移补偿装置（IMC）具有陀螺稳定平台（TOP）程序快门（图像优先）具有记录曝光瞬间空间坐标的功能
LMK型：安置S0
S = 10 lg
0
1 H D = D0 + 0.1
= 1 + 10 lg S ISO
∴ S ISO = 10
∴ t( LMK ) =
S 0 −1 ( ) 10
2 S 0 −1 ( ) 10
3 .2 k
π ⋅ Bmin ⋅ ka ⋅10
RMK型：安置SAFS
SAFS = 1.5 HD=D
x0
FC
s
S点的坐标为： SN’=
x0 y0
y0
f k ——检定主距 fk x0 y0
内方位元素：
七.物镜的分辨率(Resolution )(R)
1. 定义——物镜分辨微小细部的能力。
2.在整个像幅内R不同，一般R中心＞R边缘。
3.4 航摄滤光片
一.航摄滤光片与地面摄影用的滤光片比较

航空摄影测量的航摄投影关系基础

同名光线：同一地面点发出的两条光线称同名光线
测绘与城市空间信息系
中心投影作图方法
已知E平面上有A点，在像平面上作对应的像a
P主合点
S
i
1）找迹点 2）找主合点i
T
v T1
3）连T1i与SA，
a
交点为a
v
AE
迹点
T
测绘与城市空间信息系
已知E平面上有AB直线，在像平面上作对应的像ab
S
T
T1
V
四、常用坐标系介绍
像平面坐标系O-xy
y y'
a
oy
x
x
o'
x'
蓝色为框标坐标系O-x’y’
测绘与城市空间信息系
四、常用坐标系介绍
SO：主光轴
S
y
o
o
x
测绘与城市空间信息系
四、常用坐标系介绍
像空间坐标系S-xyz
z
y
x
S
x
y
右手直角坐标系
-f y
a (x,y,-f)
O
x
测绘与城市空间信息系
测绘与城市空间信息系
一、航空摄影基础知识
摄影过程
测绘与城市空间信息系
一、航空摄影基础知识
航摄像片
测绘与城市空间信息系
一、航空摄影基础知识
生产中的基本要求
航向重叠度不小于
53%
60%~65%
测绘与城市空间信息系
一、航空摄影基础知识
生产中的基本要求
旁向重叠度不小于
15%
30%~40%
四、常用坐标系介绍
像空间辅助坐标系S-XYZ（摄影测量坐标系）

航摄比例尺与航高航片的重叠度像片的倾斜角航线弯曲度航片旋偏角二

38
39
40
思 1、摄影测量对航空摄影有哪些基本要求？空中摄影的摄影比例尺如何确定？
考 2、用像幅23x23cm2 ，焦距分别为70mm , 100mm , 21Omm 三种航空摄影机，摄取同一
题比例尺的航片时，航高有什么变化？ 3、已知像片航向重叠度为60%，旁向重叠度为30%，求像幅为18x18cm2 和23x23cm2 的航片，其航向和旁向重叠长度各为多少？
由于受外界各种因素的影响，像片的主点不一定落在该直线上，航线呈弯曲状，这种现
象称为航线弯曲，航线弯曲的程度用航线弯曲
度衡量。
27
④航线弯曲度
L

航线弯曲度＝ 100% L
航线弯曲度通常不得大于3%。
28
⑤航片旋偏角
本航线中相邻像片主点的连线与同方向像片边框
方向的夹角称为航片旋偏角，航片旋偏角一般不得
18
航空摄影的飞行质量： ①航摄比例尺与航高
1l f mLH
l
f
S
H L
航摄前先设计摄影比例尺，以确定摄影高
度。摄影比例尺的确定取决于成图比例尺、摄
影测量成图方法和成图精度，另外考虑经济性
和摄影资料的可使用性。
19
1 f mH
1：2000
1：12000
1：35000
• 对于同一个航摄相机，相对航高决定了像片比例尺。 • 像片的成图比例尺大体上和像片比例尺相当。
mk
1万
5万
10万
mb
2万 3万 4.5万 6.7万 6.3万 9.4万
测绘小比例尺地形图时，航摄比例尺大于测图比例尺测绘中比例尺地形图时，航摄比例尺略大或接近测图比例尺测绘大比例尺地形图时，航摄比例尺小于测图比例尺 22

离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的测量方法

离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的测量方法曹智睿;吴一丁;吴国栋【摘要】为了实现离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的精密测量,同时降低传统测量方法对大口径长焦距准直管和大型精密旋转平台等昂贵测量装置的依赖,研究了离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的测量方法.改进了基于精密测角原理的焦距测量方法,测量装置主要由电子经纬仪和测量显微镜组成；分析比较了该测量方法与传统测量方法的优缺点；建立了该方法求解离轴反射式相机镜头焦距的数学模型和误差分析模型.实际测量结果表明:该方法所使用的测量装置简单易得,节约了测量成本；测量精度达到10-2 mm量级,可以满足非测绘用途的离轴反射式航天CCD 相机镜头焦距的测量精度要求.【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2012(032)008【总页数】4页(P24-27)【关键词】离轴反射式航天CCD相机;焦距;精密测角【作者】曹智睿;吴一丁;吴国栋【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;长春工程技术学院,吉林长春130117;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TH703随着我国航天事业的飞速发展，国家对航天CCD相机的需求越来越大.离轴反射式光学系统具有分辨率高、体积小、无色差和平像场等优势，已经成为航天CCD相机镜头常采用的该种光学结构，而对其焦距进行精密测量则是质量控制必不可少的重要项目.传统方法对离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的测量需要用到准直管和精密旋转平台等测量装置，但是由于航天CCD相机的焦距、口径和体积越做越大，这就要求所使用的准直管的焦距和口径相应地增大，要求所使用的精密旋转平台的直径相应地增大，而这些大型测量装置的研制经费需要几百万元甚至上千万元，且数量有限，不能满足多个航天相机镜头同时测量的需求.因此，采用怎样的测量方法和测量装置；既能满足焦距的测量精度要求，同时又能降低测量过程中对大口径长焦距准直管和大型精密旋转平台等昂贵测量装置的依赖，是光学测量人员普遍关注的问题.本文根据精密测角原理测量离轴反射式航天CCD相机镜头的焦距，测量装置简单，主要由电子经纬仪和测量显微镜组成，测量精度可以达到10－2mm量级.常见的光学系统焦距测量方法为放大率法或精密测角法［4－6］.放大率法测量焦距的原理是基于光学系统的像高与物高的比值等于光学系统的焦距与测量所使用准直管的焦距的比值，其数学模型为其中：f′为被测光学系统的焦距，fc′为测量所用准直管的焦距，y′为像高，y为物高.由于光学系统存在畸变，按照式（1）测量光学系统不同视场的焦距的测量值各不相同，若畸变较大，其焦距测量值的差别也很大.因此，通常都不采用该方法测量航天相机镜头的焦距.通常基于精密测角原理，在相机镜头的畸变测量同时测量航天相机镜头的焦距.我们将能使被测相机镜头各视场畸变平方和取最小值f′作为被测相机镜头的焦距.由于离轴反射式航天CCD相机镜头的视轴与光轴分离，其焦距测量的数学模型与同轴光学系统略有不同.基于精密测角原理对离轴反射式航天CCD相机镜头焦距进行测量的模型如图1所示，其中：O′是网格板的中心，同时也是像面主点，O是相机镜头的光轴与像面的交点，H′O′是视轴，H′O光轴，α是视轴与光轴的夹角，A是网格板上一点，O′A＝yi，是离轴视场的像高，ωi是与yi相对应的离轴视场角.Vω为离轴视场角ωi处的绝对畸变，f′为视轴主距，则把能使各不同视场角ωi处绝对畸变Vω的平方和取最小值的f′作为视轴主距，即令则有：离轴反射式相机镜头的焦距f可按式（4）计算：传统精密测角法的测量光路如图2所示.测量装置主要由准直管、精密旋转平台、测量显微镜和精密网格板组成.对测量装置的要求包括：准直管的焦距应为被测相机镜头焦距的2～5倍；精密旋转平台的直径应大于被测相机镜头的尺寸，保证被测相机镜头安全平稳.测量的具体步骤如下：1）精确标定出被测相机镜头的像平面，保证测量中的像平面与实际使用的像平面一致.2）将被测相机镜头固定在精密旋转平台上，调整被测相机镜头的光轴与准直管的光轴同轴.3）在被测相机镜头像平面安装网格板，保证网格板刻划面与像平面重合.在准直管的像面处通过测量显微镜观察网格板目标的像，调整网格板在全视场内成像清晰，无倾斜和主点偏移.4）转动被测相机镜头，通过测量显微镜使其十字丝的像与网格板上各已知点对准，记录精密旋转平台的方位角读数值（即物方视场角）和网格板上对应的像高，通过式（3）和式（4）可以求解被测相机镜头的焦距.改进后的精密测角法的测量装置如图3所示.测量装置主要由电子经纬仪、测量显微镜、精密网格板和稳定的气浮平台组成.测量的具体步骤如下：1）精确标定出被测相机镜头的像平面，保证测量中的像平面与实际使用的像平面一致.2）将被测相机镜头放置在稳定的气浮平台上，在被测相机镜头的物方放置电子经纬仪，像方放置测量显微镜，搭建如图2所示测量光路.3）调整电子经纬仪的位置使其望远镜的出瞳中心与被测相机镜头的入瞳中心尽量重合，并以相机镜头的指向立方镜为基准，通过调整相机的支撑结构使相机镜头的视轴与电子经纬仪望远镜的光轴同轴.4）在被测相机镜头像平面安装网格板，保证网格板刻划面与像平面重合.将电子经纬仪调焦至无穷远，通过测量显微镜观察网格板刻线和电子经纬仪的十字丝在被测相机镜头焦面上成的像，调整网格板刻线无倾斜，网格板中心与被测相机镜头像面主点无偏移.5）转动电子经纬仪，并通过测量显微镜使电子经纬仪的十字丝的像与网格板上各已知点对准，记录下电子经纬仪的方位角读数值（即物方视场角）和网格板上对应的像高，通过式（3）和式（4）可以求解被测相机镜头的焦距.上述2种测量方法均是基于精密测角原理，但是所使用的测量装置不同，测量过程中观察面的选取也不同.本文介绍一台特殊设计的离轴三反式航天CCD相机镜头，其焦距设计值为6m，离轴角为0.3°，相机镜头长约1.8m，宽约1m.通过理论分析比较2种测量方法在该相机镜头焦距测量过程中优缺点.若采用传统精密测角法，测量装置选取焦距18m（或焦距更长）的准直管、直径2m，测角精度为0.5″的大型精密旋转平台和放大倍率为40倍的测量显微镜，测量显微镜的十字丝线宽为0.02mm，网格板刻线宽为0.02mm.网格板刻线在准直管焦面处的像宽理论上等于0.06mm，对应的角度为0.7″.测量时用十字丝压线网格板目标的像，人眼的压线对准精度为60″，由应用光学的知识可求得放大倍率为40倍的测量显微镜采用压线对准方式对准时物方的对准误差为Δy：Δy＝0.002mm，相对对准误差为0.033，对应的角度为0.023″.若采用改进后的精密测角法，测量装置选取焦距为150mm，测角精度为0.5″的小型电子经纬仪和放大倍率为40倍的测量显微镜，电子经纬仪的十字丝线宽为0.02mm，网格板刻线宽为0.02mm.电子经纬仪在被测相机镜头像面处的像宽理论等于0.8mm，对应的角度为27.5″.测量时由于十字丝的像宽远大于网格板刻线宽度，对准方式可认为是夹线对准，人眼的夹线对准精度为10″，由应用光学的知识可求得放大倍率为40倍的测量显微镜采用夹线对准方式对准时物方的对准误差为Δy：Δy＝0.000 3mm，相对对准误差为0.000 4，对应的角度为0.01″.通过理论分析，2种测量方法的对准精度均远远高于所使用的测角装置的测角精度，其最终的测角精度取决于所选用的精密旋转平台和电子经纬仪的转角测量精度.由此可见，改进后的精密测角法的优点在于：测角过程中对准精度高；测量装置简单，节约了测量成本.改进后的精密测角法的缺点在于：目前小型电子经纬所能达到的最高转角测量精度低于大型精密旋转平台，在焦距测量精度要求极高的情况下（如用于精密测绘的相机镜头焦距测量），选用转角测量精度更高的大型精密旋转平台可以提高测量精度.采用改进后的测量方法测量离轴相机镜头的焦距主要的误差［7］来源有：测角误差和网格板标定误差.1）测角误差主要由对准误差和电子经纬仪的转角测量误差构成.由于该方法的对准精度均远远高于电子经纬仪的转角测量精度，其最终的测角误差即为电子经纬仪的转角测量误差.目前，实验室常用的高精度电子经纬仪的转角测量误差可达到0.5″，取δω＝0.5″.2）网格板经过计量部门的精密标定，其最大标定误差为1μm，取δy＝1μm.在焦距的测量过程中，所有网格板的标定误差和每次测角的误差都对测量结果产生影响，所以相机镜头焦距的测量误差应按照式（7）计算：用改进后的测量方法对本文介绍的离轴三反射相机镜头的焦距进行实际测量.测量所使用的电子经纬仪为莱卡TM5100A型电子经纬仪；测量所使用的测量显微镜物镜为4×，目镜为10×；测量所使用的网格板长度为280mm，网格间距为20mm.测出每个网格对应的物方视场角ωi，共得到15组数据，如表1所示.根据式（2）和式（3）求解被测相机镜头的焦距为6 013.93mm，满足总体（6 000±15）mm的技术指标要求.根据式（4）得到焦距测量的绝对误差为0.03mm，相对误差为0.000 5%，满足总体提出的测量精度要求.该改进后的测量方法已经在多个离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的测量工作中应用，其测量装置简单，大大降低了测量成本；通过对某离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的实际测量，该方法的测量精度达到10－2mm量级，满足了总体提出的焦距测量精度要求，适合非测绘用途的离轴反射式航天CCD相机的焦距测量工作.【相关文献】［1］杨晓飞，张晓辉，韩昌元.Zemax软件在离轴三反射镜系统计算机辅助装调中的应用［J］.光学精密工程，2004，12（3）：120－121.［2］赵文才.改进的离轴三反光学系统设计［J］.光学精密工程，2011，19（12）：2828－2836. ［3］薛栋林，郑立功，张峰.基于光学自由曲面的离轴三反光学系统［J］.光学精密工程，2011，19（12）：2813－2820.［4］赵建科，周艳.小视场长焦距镜头畸变高精度测量研究［J］.应用光学，2008，29（3）：381－383.［5］吴国栋.离轴三反时间延迟积分CCD相机内方位元素和畸变的标定［J］.光学精密工程，2012，20（3）：462－467.［6］吴国栋，韩冰，何煦.精密测角法的线阵CCD相机几何参数实验室标定方法［J］.光学精密工程，2007，15（10）：1629－1631.［7］费业泰.误差理论与数据处理［M］.北京：机械工业出版社，2003：67－74.。

如何进行航空摄影测量中的相对定向计算和绝对定向计算

如何进行航空摄影测量中的相对定向计算和绝对定向计算航空摄影测量是一种重要的地理信息获取技术，在现代测绘和地理空间信息领域有着广泛的应用。

其中相对定向计算和绝对定向计算是航空摄影测量中的核心技术，对于保证测量结果的精度和可靠性至关重要。

相对定向计算是指通过解算摄影机与控制点之间的变换关系，对连续摄影图像中的特征点进行几何束定，从而确定各个摄影点在空间上的相对位置和姿态。

这个过程主要包括摄影测量外方位元素（Orient-ation Elements）的计算和影像坐标到模型坐标的转换。

在实际操作中，通常采用平差法、解析法或者数值方法等不同的求解技术。

绝对定向计算则是通过摄影测量器具的绝对定位和观测得到的各类控制点的绝对坐标信息，以及相对定向计算的结果，确定摄影中心在地球坐标系中的绝对位置。

这个过程主要包括控制点的标定、测量仪器的定位和精度弥补项的计算，以及绝对定向元素的求解。

在进行相对定向计算时，首先需要获取摄影测量影像的外方位元素。

这一元素包括摄影站的三维坐标以及摄影朝向和倾角等姿态信息。

传统方法中，通常采用地面点的测量和相片中的特征点的测量相结合的方式进行计算。

而现代技术则借助于全站仪、GPS、惯导等设备的引入，实现了高精度快速获取外方位元素的需求。

经过相对定向计算得到的影像坐标可以转换为模型坐标，也就是摄影测量器件坐标系下的坐标。

这一过程涉及到坐标转换和坐标轴旋转等几何变换操作。

在这里，需要特别关注的是像片畸变和摄影光心位置的精确定位，以确保坐标转换的准确性和可靠性。

绝对定向计算则是在相对定向计算的基础上，通过控制点的测量和观测数据，来确定摄影中心在地球坐标系中的位置。

这一过程需要利用控制点的绝对坐标值和影像中的影点坐标值，以及外方位元素的信息进行计算。

在这里，控制点的标定和其在地球坐标系中的精确位置是至关重要的。

总结而言，相对定向计算和绝对定向计算是航空摄影测量中不可或缺的两个步骤。

通过相对定向计算，我们能够确定不同摄影点在空间中的位置和姿态，为后续的三维建模和测量提供了基础；而绝对定向计算则能够将摄影测量结果与地球坐标系相对应，实现对地球表面各种目标的快速定位。

无人机航空测绘及后期制作课件：航飞参数确定及任务估算

航飞参数确定
确定摄影基准面与绝对航高
《低空数字航空摄影规范》（CH/Z 3005- 2010）中规定： 1. 绝对航高满足平原、丘陵等地区使用的超轻型飞行器航摄系
统和无人飞行器航摄系统的飞行平台升限应不小于海拔 3000m；满足高山地、高原等地区使用的超轻型飞行器航摄系统和无人飞行器航摄系统的升限应不小于海拔6000m
航飞参数确定
确定航摄高度
解析：
要绘制该比例尺地形图，地物点中误差为25cm，
根据经验可知地面分辨率GSD不低于8.3cm
相对航高：H相对=f×GSD/a
=24.378×83/0.00641
=20320.4368mm
即相对航高小于320m即可保证GSD优于8.3cm，
加上后期地形图人工采集误差，可满足图上25cm
航飞参数确定
航摄重叠度设计
《低空数字航空摄影规范》（CH/Z3005-2010）规定： 1. 航向重叠度一般应为60%~80%，最小不小于53% 2. 旁向重叠度一般应为15%~60%，最小不小于8% 3. 不论是航向重叠度还是旁向重叠度，按照算法理论建议值
是66.7%。但是在实际生产过程中，一般设置航向重叠度为80%，旁向重叠度为70%
航飞参数确定
确定摄影基准面与绝对航高
2. 相对航高一般不超过1500m，最高不超过2000m
Hale Waihona Puke 3. 同一航线上相邻像片的航高差不应大于30m，最大航高与最小航高
之差不应大于50m，实际航高与设计航高之差不应大于50m
航飞参数确定
确定摄影基准面与绝对航高
在实际作业过程中我们要根据要求的模型精度选取合适的相机，以及根据航高选取合适类型的无人机，甚至需要根据空域要求选取合适的无人机以及相机

航空摄影测量知识点

4D产品、航空摄影测量知识点航摄准备：摄区基本情况分析、确定航摄设计用图、航摄空域申请、《航空摄影技术设计书》航摄设计：摄影比例尺的确定、航摄分区的划分（a)分区界线应与图廓线相一致；b)分区内的地形高差不得大于四分之一航高（以分区的平均高度平面为基准面的航高)。

c)在地形高差许可且能够确保航线的直线性的情况下，航摄分区的跨度应尽量划大，同时分区划分还应考虑用户提出的加密方法和布点方案的要求；e)当地面高差突变，地形特征差别显著或有特殊要求时，可以破图幅划分航摄分区。

）、基准面高度的确定、航线的敷设、航摄基本参数的计算、航摄季节和时间的选择、航摄仪的选择与检定、航摄胶片的选择与测定；空中摄影：设备的检测发、航摄试片、航空摄影、填写飞行日志；摄影处理：配置冲洗药液、胶片冲洗、像片印制；质量检查：像片重叠度、像片倾斜角、像片旋偏角、航线弯曲度、摄站航高差、航摄漏洞、航线偏差、影像质量；成果提交：1）航摄分区略图2）航片索引图3）航摄底片、像片4）航摄仪检定表5）航摄底片压平质量检测数据表6）航摄底片密度抽样测定数据表7）航摄飞行报告8）附属仪器记录数据9）成果质量检查报告10）技术总结11）航摄资料移交书12）合同规定的其他资料摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射投影地形图解析空中三角测量案例空中三角测量的精度指标主要指定向误差和控制点残差：框标坐标残差绝对值一般不大于0.010mm，最大不超过0.015mm。

扫描数字化航摄影像连接点上下视差中误差为0.01mm（1/2像素），数码航摄仪获取的影像连接点上下视差中误差为1/3像素。

1、资料准备：像片索引图、数字/数字化航摄影像、航摄仪检定书、飞行记录资料、区内现有小比例尺地形图、区域网像控点刺点片、区域网像控点联测成果。

2、像控点的转刺：航摄像片上平面点和平高点的刺孔偏离误差，不得大于像片上的0.1毫米，高程点如选在明显目标点上，则要求相同，像控点的刺孔要小，刺孔直径最大不得超过0. 2毫米3、像控点的选点观测：像片控制点的一般应满足下列条件:a)像片控制点的目标影像应清晰，易于判读；目标条件与其他像片条件矛盾时应着重考虑目标条件；b)布设的控制点应能公用；c)控制点距像片边缘不应小于1cm (18cm X 18cm像幅)或1. 5cm (23cm X23cm)，综合法成图的控制点距航向边缘不应小于上述规定的1/2；d控制点距像片的各类标志应大于1mm；4、定向：定向点残余上下视差、同一航带模型连接差。

航测飞机照相舱玻璃光学角偏差测量系统的设计与实现

航测飞机照相舱玻璃光学角偏差测量系统的设计与实现
邹勇平;曹宗伟;杜沛远
【期刊名称】《测绘科学与工程》
【年(卷),期】2016(036)002
【摘要】航测飞机照相舱玻璃光学角偏差是对航测成果精度产生直接影响的重要参数指标。

本文在相关测量技术研究的基础上，结合光电测量技术的发展，设计研制了飞机照相舱玻璃光学角偏差测量系统；同时，利用该系统对某国产航测飞机照相舱玻璃进行了一系列实验测量，为该型玻璃的国产化研制提供了计量保障。

【总页数】4页(P54-57)
【作者】邹勇平;曹宗伟;杜沛远
【作者单位】测绘信息技术总站,陕西西安710054
【正文语种】中文
【中图分类】P223
【相关文献】
1.航测外业像控点测量系统的设计与实现 [J], 张燕
2.飞机透明件光学角偏差测试方法探讨 [J], 陈洁;李新;李兴泉
3.在飞机增压舱加装光学玻璃的可行性分析 [J], 江娜;程湛
4.飞机风挡玻璃光学角偏差测量的研究 [J], 林延东;吕亮
5.航空透明件光学角偏差测试仪的光学系统设计 [J], 赵成强;徐文东
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一种基于视觉的目标舷角实时测量方法

一种基于视觉的目标舷角实时测量方法任继昌;杨晓东【摘要】The target's bearing is an important parameter for torpedo attack,and with which it can compute the route in navigation collision avoidance. In vision recognition,obtaining the target's bearing can determine its relative perspective for me,so it can narrow the search scope in the characteristics library which established by Omni-directional vision of targets,thus increasing the recognition speed. However,the existing method for measuring the target's bearing all based on continuous tracking and computing,cannot measure at real-time. In order to resolve this issue,it first deduces the principle of target's bearing measurement based on vision sensing,then it proposed an improvement method based on water-sky-line rectification for the condition of camera tilt. In the end it verified by experiment, result shows that this method is simple and easy operation,good real-time performance.%舰船的舷角是鱼雷攻击时的重要参数,同时也是海航避碰中避碰线路确定的计算依据.在基于视觉的识别中,获取目标舰船的舷角即可确定其相对拍摄视角,从而大大缩小在全方位视野特征库中的搜索范围,提高识别速度.然而现有的舷角测量方法均是采用连续跟踪解算实现的,无法实时测量.为解决实时测量的问题,首先推导了基于视觉的目标舰船舷角测量原理,然后针对摄像机倾斜的情况提出基于水天线校正的改进方法,最后通过实验验证,结果表明方法简单易操作、实时性好.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2017(042)011【总页数】4页(P52-55)【关键词】视觉测量;舷角测量;水天线校正【作者】任继昌;杨晓东【作者单位】海军潜艇学院,山东青岛 266042;海军潜艇学院,山东青岛 266042【正文语种】中文【中图分类】TP391.41舰艇在进行鱼雷攻击时需要目标舰船的舷角参数以提前确定攻击时机，航海避碰过程中也需要目标舰船的舷角参数以确定避碰线路，基于视觉的舰船目标识别首先需要从不同方位拍摄舰船然后建立特征数据库，在识别过程中如果知道舰船相对摄像机的拍摄角度（这里可以认为是舷角）即可大大缩小在特征库中的搜索范围，提高匹配速度。

航空摄影测量的基本知识

一、摄影技术的起源与发展

暗箱——摄影机的祖先；“针孔”成像 1839年——摄影术诞生，达盖尔摄影法 1851年，“湿版火棉胶法”出现 1891年，胶卷的出现，使得摄影技术进入实用化、普及的阶段 20世纪80年代，磁录相机—现代数字摄影的先驱
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二、相机

基本成像原理：透镜成像和针孔成像镜头的组成：透镜片组、光圈、镜头筒焦距：光圈和口径
为了提高判读像片的效果，并利用像片在室内进行测定地面点的高程及测绘等高线，需要对像片进行立体观察。
一、立体观察的原理 Elements of solid observation
当人们用两眼睛去看物体时，不但能感觉物体的存在，而且能区别物体的远近，判别地面的高低起伏。这是由于双眼观察同一物体时，在左右两眼的视网膜上的成像位置不同。如图10-10所示，远近不同的两点 A、B，在左右视网膜上的像分别为a1b1与a2b2 ，在视网膜上构成的弧长 a1b1与a2b2 （称生理视差）不相等，两者之间的差称为生理视差较。
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二、外业控制测量
Dominating scale outside
在像片上选取合乎要求的少数明显地物点作为测图控制点，其实地相应的点用前、后方交会、导线测量、三角测量、水准测量和三角高程测量的方法，与国家控制点连测，以求得其平面位置及高程。
三、像片的调绘 Painting of photos
利用像片进行判读、调查和绘注等工作的总称。它是持像片到现场进行实地调查，查明像片上地物的名称（如河流名称）及行政区划界线等，并补测像片上未显示出的地物，描绘和注记在像片上。
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倾斜误差可以通过纠正的方法予以消除，而投影误差不会因像片纠正而消除，只能采取限制的办法，即规定投影误差不超过某一限值，如超过限值则需采取分带投影的办法，以保证整个地区所有点在图上的投影误差不超过限值。将某一区域内的纠正像片，切去航向和旁向重叠，依次拼接在一图板上得到整幅的平面图，就是像片平面图。图上均为地面的影像，也称为影像图。

测绘航空摄影考点解析

测绘航空摄影考点解析一、胶片航摄仪1.航摄仪的结构单镜头分幅摄影机是目前应用较多的航空摄影机，它装有低畸变透镜。

胶片幅面的大小通常是边长为230 mm的正方形：胶片暗盒能存放长达152M的胶片。

故又称为框幅式摄影机。

单镜头框幅式胶片航空摄影机主要由镜筒、机身和暗盒三部分组成。

框幅式胶片航空摄影机分类：位于承片框四边中央的为齿状的机械框标；位于承片框四角的为光学框标。

2．航摄仪的分类航空摄影机通常根据其主距或像场角的大小进行分类(1)根据摄影机主距F值的不同，航空航摄机可分为长焦距、中焦距和短焦距3种；(2)根据像场角的大小，航空摄影机可分为常角、宽角和特宽角3种。

表9-1-1航空摄影机的分类航空摄影对于航摄机主距的选择，顾及到像片上投影差的大小以及摄影基高比对高程测定精度的影响，一般情况下，对于大比例尺单像测图(如正射影像制作)，应选用常角或窄角航摄机；对于立体测图，则应选用宽角或特宽角航摄机。

3、感光材料及其特性摄影过程中已曝光的感光片必须经过摄影处理(冲洗)，才能将已曝光的感光片转变成一张负像底片。

航摄胶片的冲洗主要包括显影、定影、水洗、干燥等过程。

4、航摄仪的辅助设备1）．为了尽可能消除空中蒙雾亮度的影响，提高航空景物的反差，需要加入航摄滤光片辅助设备2）．为了补偿像移的影响，在测图航摄仪中需增加影像位移补偿装置。

3）．为了测定景物的亮度，并根据安置的航摄胶片感光度，自动调整光圈或曝光时间。

需要加入航摄仪自动曝光系统4）．常用的两种胶片航摄仪我国现行使用的框幅式胶片航空摄影仪主要有RC-10和RC-20的光学系统基本上是相同的，后者具有像移补偿装置新一代的RC-30航空摄影系统组成：RC-30航摄仪、陀螺稳定平台和飞行管理系统组戌，功能：像移补偿装置、自动曝光控制设备，GPS辅助导航的航空摄影。

二、数字航摄仪数字航摄仪可分为框幅式(面阵CCD)和推扫式(线阵CCD)两种现有的商业化大像幅框幅式数字航摄仪主要有DMC、ULTRACAM-D和SWDC系列航摄仪等，而推扫式数字航摄仪主要有ADS40。

航向视线角物理意义

航向视线角物理意义航向视线角是一项在航空航天领域中具有重要物理意义的概念。

它涉及到飞行器的导航和定位，对于确保航行的准确性和安全性至关重要。

在这篇文档中，我们将深入探讨航向视线角的物理意义，并解释它在飞行和导航中的应用。

首先，让我们明确航向视线角的定义。

航向视线角是指飞行器的航向线与水平线之间的夹角。

航向线是指飞行器的航向方向，即其指向的方向。

水平线则是相对于地面水平的线。

航向视线角的物理意义在于它提供了飞行器相对于水平方向的定位信息，这对于飞行器在空中精确定位至关重要。

在航空导航中，航向视线角被广泛用于确定飞行器相对于所选航向的偏离程度。

飞行员通过监测航向视线角的变化，可以调整飞行器的航向，以保持所需的飞行路径。

这对于飞机在复杂的气象条件下或在飞行中遇到突发情况时至关重要。

另一个重要的物理意义是航向视线角在导航系统中的应用。

现代飞行器配备了先进的导航系统，这些系统利用航向视线角等信息来确定飞行器的位置和方向。

通过不断地计算和校准航向视线角，导航系统能够提供高精度的导航指引，确保飞行器按照预定航线安全飞行。

航向视线角还与飞行器的稳定性密切相关。

在飞行过程中，保持适当的航向视线角有助于维持飞行器的平稳状态。

飞行员通过监测航向视线角的变化，可以做出及时的操纵调整，确保飞行器稳定飞行，减小不必要的姿态变化。

在船舶导航中，航向视线角同样具有重要的物理意义。

航向视线角可用于确定船舶相对于航向的偏移，帮助船舶驾驶员调整航向，避免碰撞和保持安全距离。

这在海上交通繁忙的区域和狭窄的水道中尤为关键。

综上所述，航向视线角是航空航天领域中一项具有重要物理意义的概念。

它涉及到飞行器的导航、定位和稳定性，对于确保飞行的准确性和安全性至关重要。

航向视线角的理解和应用不仅在飞行员的培训中起着关键作用，也是现代导航系统和飞行控制技术的基础。

通过深入研究航向视线角的物理意义，我们能更好地理解和应用这一概念，为航空航天领域的发展和飞行安全做出贡献。