第六章-空三加密

第六章空三加密

空三加密即解析空中三角测量，指的是用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素。空三加密的传统做法是利用少量控制点的像方和物方坐标，解求出未知点的坐标，使得每个模型中的已知点都增加四个以上，然后利用这些已知点解求所有影像的外方位元素。这中间包含一个已知点由少到多的过程，所以形象地称之为空三加密。

概括地讲，空三加密的目的可以分为两个方面：第一是用于地形测图的摄影测量加密；第二是高精度摄影测量加密，用于各种不同的目的（张剑清，2003）。

本章以MapMatrix系统空三加密相关模块AATMatrix的操作流程为例介绍空三加密的主要流程，包括单像空间后方交会、GPS辅助空三、GPS/IMU联合平差、光束法区域网平差等内容。作为补充和比较，又增加介绍了LPS空三的过程。

6.1 实习内容和要求

本章的实习内容主要是空中三角测量，要求同学们能够掌握控制三角测量和光束法平差的原理方法，熟悉用AATMatrix和LPS两个软件进行空三加密的流程。

6.2 AATMatrix空三加密

6.2.1 原理和操作流程概述

利用测区中影像连接点（加密点）的像点坐标和少量的已知像点坐标及其大地坐标的地面控制点，通过平差计算，求解连接点的大地坐标与影像的外方位元素，称为区域网空中三角测量。区域网空中三角测量提供的平差结果是后续的一系列摄影测量处理与应用的基础。区域网空中三角测量按平差单元可分为航带法、独立模型法和光束法，其中光束法理论最严密、解算精度最高。成为空三的主流方法。

光束法区域网平差的基本思想是，以每张像片为单元，区域内每张像片的控制点、加密点都列立共线条件方程式，建立全区域统一的误差方程，统一平差解算，整体解求区域内每张像片的6个外方位元素及所有加密点的地面坐标。

AATMatrix单个测区工作流程图如图6-1所示：

图6-1 AATMatrix空三加密流程图

一．新建测区：

1. 新建一个测区或打开一个已存在的测区

二．测区参数设置：

1. 测区参数设置，包括摄影比例尺，测区编号，以及相机类型等

2.相机参数的导入，注意相机文件的路径

3.影像的导入，设置航带数及添加影像并且对像素大小，相机参数，相机是否反转等进行

设置

4.控制点导入，注意PATB不支持带字母的控制点格式并且注意路径

(或GPS/IMU参数的导人，注意线元素和角元素的顺序关系)

三．操作步骤：

5.内定向，包括手工和自动量测两种方式

6.航带连接，通过相邻相邻航带间的航带连接点确定航带间的连接关系，为后期航带间转

点提供初值（如果是GPS辅助空三，不需要做航带连接）

7.自动提取，通过相对定向确定航带内相临影像之间相对位置关系，以及由公共连接点来

确定相对定向模型。

8.自动选点，按照设定的分布方式，删除误差比较大的点保留精度较好的点。

9.交互编辑，添加控制点检测并编辑粗差点，并通过少量地面控制点的坐标来解算待定点

的坐标。

10.生成加密点，解算出待定点坐标。，并输出成果。

6.2.2 光束法区域网平差实验

空中三角测量是摄影测量生产中的关键步骤，它利用少量的地面控制点来计算一个测区中所有影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标。是后续的一系列摄影测量处理与应用的基础。VirtuoZo中空三采用光束法。下面以MapMatrix系统的自动空三量测模块AATMatrix为例说明光束法空中三角测量的实现过程。

1、建立测区,设置测区基本参数

单击任务栏中测区下的新建(或测区主界面菜单中的文件 新建)，可以创建新测区。此时弹出测区向导对话框。然后分两步进行，如图6-2和图6-3所示。

第一步：基本设置。该对话框第一栏中的文本框自上而下依次为：测区名称，测区目录，摄影比例尺和测区编号。

图6-2

测区名称：输入新建测区的名称。

测区目录：可以直接输入，也可单击右边的浏览按钮，选择一个已经存在的目录。

摄影比例尺：输入测区的摄影比例尺。

测区编号：不同的编号为后期的测区合并做准备

第二步：设置相机类型以及限差。首先在相机类型的下拉框中选择普通相机，RMK相机或数码量测相机三种类型。其次设置内定向限差，相对定向限差和模型连接限差。系统为它们设定了缺省值，一般在建立新测区时用户无需进行设置。这三项设置在后面的内定向检查和自动转点时起着比较重要的作用。

图6-3

以上两步完成后即新建了一个测区。

注意：

以上参数（除测区名称和目录外）今后可以在设置一栏下的测区参数中修改。

2. 建立相机文件

建立相机文件或修改相机参数，可以在主界面下单击任务栏中设置下的相机参数（或菜单项设置 相机）打开相机参数的设置窗口。

该窗口共分为五个部分，现分别说明如下。

a．界面顶部工具栏如下图6-4所示。其上按钮功能依次是：打开已有相机文件，保存相机文件更改，另存相机文件，新建相机文件。

图6-4

b．界面左边显示了三种框标的分布状态，可选择不同按钮进行切换（如图6-5所示）。

图6-5

相机的框标分布主要有三种情况：4个角框标，4个边框标和8个框标（边角框标）。

系统提供了三个相应的选项供用户选择：

∙ 4 corner masks（4个角框标）。

∙ 4 border masks（4个边框标）。

∙8 masks（8个框标）。

以4个角框标为例：当用户选中此项时，右方的四个角上的文本框中的数字即可编辑右边列表框中的框标名也将与之相对应，单击列表框中的任一栏（x表示横坐标、y表示纵坐标。坐标单位为：mm）即进入编辑状态，可填入相应的框标坐标值。最后一列（enable）用于设定该框标是否参与内定向：“1”表示参与内定向。“0”表示不参与内定向，这种设定用在某个框标不清晰或者根本没有时的特殊情形。

c．界面左下三个编辑框（如图6-6）用于输入像主点坐标和焦距。