单像空间后方交会实验报告(c++版)

单像空间后方交会

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一、作业任务 ............................................................................................................... - 3 -

二、计算原理 ............................................................................................................... - 3 -

三、算法流程 ............................................................................................................... - 7 -

四、源程序 ................................................................................................................... - 8 -

五、计算结果 ............................................................................................................... - 8 -

六、结果分析 ............................................................................................................... - 8 -

七、心得与体会 ........................................................................................................... - 8 -

八、附页 ....................................................................................................................... - 8 -

1.c++程序 ........................................................................................................... - 8 -

2.C++程序截图.................................................................................................. - 15 -

3.matlb程序..................................................................................................... - 16 -

一、 作业任务 已知条件：

摄影机主距f=153.24mm ，x0=0，y0=0, 像片比例尺为1:40000，有四对点的像点坐标与相应的地面坐标如下表。

以单像空间后方交会方法，求解该像片的外方位元素。

二、 计算原理

1. 获取已知数据。从航摄资料中查取平均航高与摄影机主距；获取控制点的地面测量坐标并转换为地面摄测坐标。

2. 测量控制点的像点坐标并作系统误差改正。

3. 确定未知数的初始值。在竖直摄影且地面控制点大体对称分布的情况下，按如下方法确定初始值，即

01

,,S S

S

X Y X Y

Z

mf Z n

n

n

=

=

=+

∑∑∑ 0000ϕωκ===

式中：m 为摄影比例尺分母；n 为控制点个数

4. 用三个角元素的初始值按下式计算各方向余弦值，组成旋转矩阵R

12312

312

3a a a R b b b c c c ⎡⎤

⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

矩阵中各元素的计算公式如下：

12

3123

123cos cos sin sin sin cos sin sin sin cos sin cos cos sin cos cos sin sin cos cos sin sin sin sin cos sin cos cos cos a a a b b b c c c ϕκϕωκϕκϕωκϕωωκωκ

ωϕκϕωκϕκϕωκϕω

=-⎧⎪=--⎪⎪=-⎪

=⎪⎪

=⎨⎪=-⎪⎪=+⎪

=-+⎪⎪=⎩ 5. 逐点计算像点坐标的近似值。利用未知数的近似值和控制点的地面坐标，带入以下共线方程式，

111333222333()()()

()()()()()()()()()

A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S a X X b Y Y c Z Z x f a X X b Y Y c Z Z a X X b Y Y c Z Z y f a X X b Y Y c Z Z -+-+-⎧

=-⎪-+-+-⎪⎨

-+-+-⎪=-⎪-+-+-⎩

逐点计算像点坐标的近似值()x 、()y

1111111

3131312121211

3131311212122

3232322()()()()()()()

()()()()()()()()()()()()()()()S S S S S S S S S S S S S S S S S S a X X b Y Y c Z Z x f a X X b Y Y c Z Z a X X b Y Y c Z Z y f a X X b Y Y c Z Z a X X b Y Y c Z Z x f a X X b Y Y c Z Z y -+-+-=--+-+--+-+-=--+-+--+-+-=--+-+-=2222223232321313133333333232323333333314()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(()S S S S S S S S S S S S S S S S S S a X X b Y Y c Z Z f

a X X

b Y Y

c Z Z a X X b Y Y c Z Z x f a X X b Y Y c Z Z a X X b Y Y c Z Z y f a X X b Y Y c Z Z a x f -+-+---+-+--+-+-=--+-+--+-+-=--+-+-=-414143434342424244

343434)()()()()()()()()()()()()S S S S S S S S S S S S X X b Y Y c Z Z a X X b Y Y c Z Z a X X b Y Y c Z Z y f a X X b Y Y c Z Z ⎧

⎪⎪⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

⎨

⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

-+-+-⎪⎪-+-+-⎪

-+-+-⎪

=-⎪-+-+-⎩

6. 逐点计算误差方程式的系数和常数项，组成误差方程式。