摄影测量学5双向解析摄影测量

一、立体像对的特别点线面
图中S1、S2为航摄时
两相邻摄站； S1、S2
的连线B称为摄影基线；
在S1、S2拍摄的具有
一定重叠度的两张像
片称为立体像对；
地面点Ａ在两张像片上
的构像a1、a2称为同名像点；构像光线AS1a1和AS2a2称为
同名光线；在摄影瞬间，地面任意一点的两条同名光线与
摄影基线（三线共面）位于同一平面内，称为核面；核面
上式即为前方交会公式
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二、空间后方交会－－前方交会法的 计算步骤
1、像片控制测量 2、像点坐标量测 3、空间后方交会
求像片的外方位元素
4、空间前方交会求待定点坐标
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§3 立体像对的方位元素
利用立体像对摄影时同名光线成对相交 的几何关系，通过量测的像点坐标，解 求两像片的相对方位元素值的过程，称 为解析相对定向。确定相邻两像片相对 位置的参数，称为相对定向元素。相对 定向的目的是建立一个与被摄物体（地 面）相似的几何模型，解算相对定向元 素，以确定模型点的坐标。
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§2 空间后方交会――前方交会算法
一、立体像对的空间前方交会公式
根据立体像对的外方位 元素，解算地面点空 间坐标的方法称为空间 前方交会。已知 XS1、YS1、ZS1
φ 1、ω 1 、κ 1
XS2、YS2、ZS2
φ 2、ω 2 、κ 2
求XA、YA、ZA
YS1
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摄影基线Ｂ的基线分量为
与像平面的交线称为核线；摄影基线与像片面的交点称为
核点。像面上所有核线都交于整核理pp点t 。
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§1 双像解析摄影测量的基本概念
二、双像解析摄影测量的基本思想
测量学中的前方交会方法，根据两个已 知测站的平面坐标和两条已知方向线的水 平角，解求待定点的平面坐标。
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双像解析摄影测量，是根据XS1 YS2 YS1
B Z Z S 2 Z S 1
a1和a2在左、右像空辅助坐标系中坐标分别为
X 1 x1
Y
1
R
1
y1
Z 1 f
X 2 x2
Y
2
R
2
y
2
Z 2 f
式中R1和R2由φ 1 、ω 1 、κ 1和φ 2 、ω 2 、κ 2构成，
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1.连续法相对定向元素
Z
Y
若取左片的像空坐标系
S1-xyz，为描述两张像片 相对关系的像空辅助坐标 系。两片的12个外方位元 素为： 左片 XS1＝YS1＝ZS1＝0
Z（z1） Y(y1) b
S2 bz
bx by
S1
X（x1）
ω2
φ 1＝ω 1 ＝κ 1＝0
φ2
右片 XS2＝bx YS2＝by ZS2 ＝bz
BX N1X 1 N 2 X 2
由上式可得
BY N1Y1 N 2Y 2
数
BZ N1Z1 N 2Z 2
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由1、3式解得点投影系
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N1 N2
BXZ 2 BZX 2
X 1Z 2 BXZ 1
X 2Z1 BZX 1
X 1Z 2 X 2 Z 1
代入下式得待定点坐标
X A X S1 N 1X 1 X S2 N 2X 2 X S1 B X N 2X 2 Y A Y S1 N 1 Y 1 Y S2 N 2 Y2 Y S1 B Y N 2 Y2 Z A Z S1 N 1 Z 1 Z S2 N 2Z 2 Z S1 B Z N 2Z 2
x1y1x2y2量测得到。
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由三角形的相似关系得
S1AXAXS1 YAYS1 ZAZS1 N1
S1a1
X1
Y1
Z1
S2AXAXS2
S2a2
X2
YAYS2 Y2
ZAZS2 Z2
N2
N1、N2称为点投影系数，经整理后，用矩阵形式表示为
X A X S1 N 1X 1 X S2 N 2X 2 X S1 B X N 2X 2 Y A Y S1 N 1 Y 1 Y S2 N 2 Y2 Y S1 B Y N 2 Y2 Z A Z S1 N 1 Z 1 Z S2 N 2Z 2 Z S1 B Z N 2Z 2
2.相对定向和绝对定向算法：先进行相对定向，恢复两张像 片在摄影瞬间的相对关系，建立与地面相似的几何模型；再 通过控制点作绝对定向，把立体模型进行平移、旋转和缩放， 确定模型点的三维坐标。
3.光束法（一步定向法）：把待定点和控制点的地面坐标， 按光线条件方程式，列出误差方程式，用最小二乘法解算地 面点坐标。
第五章 双像解析摄影测量
单张像片不能确定被摄物体的空间位 置，要确定被摄物体的空间位置，必须 采用具有一定重叠度的立体像对，构成 立体模型才能完成。
根据立体像对与被摄物体的几何关系， 以数学计算的方式，用计算机解求被摄 物体的三维空间坐标，称为双像解析摄 影测量。
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§1 双像解析摄影测量的基本概念
空间坐标和两条待定物点的构像光线，确定该物点的 三维坐标，即空间前方交会。这里，构像光线的方向 由像片的角方位元素和像点坐标确定。
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§1 双像解析摄影测量的基本概念
1.单张像片的空间后方交会与立体像对的前方交会算法：先 根据3个以上的地面控制点坐标分别解算两张像片的外方位 元素；再根据外方位元素，用前方交会方法解算待定点的三 维坐标。
φ 2、ω 2 、κ 2
y1
x1
O1
X
y2
κ2
O2 x2
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1.连续法相对定向元素
在上述元素中，bz与模型的比例尺有关，是绝 对定向元素，与两片的相对关系无关，其余5个 非零元素by、bz、φ 2、ω 2 、κ 2可确定两 像片的相对位置，作为连续法相对定向的相对定 向元素。
该系统的特点是以左片为基础，通过右像片相 对于左片作平移和旋转，来确定两片间的相对位 置。可以连续建立一条航线的立体模型。
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一、相对定向元素
确定一张像片的空间位置和姿态需要6 个外方位元素，确定一个立体像对需要12 个外方位元素： XS1、YS1、ZS1、φ 1、ω 1 、
κ 1、XS2、YS2、ZS2、φ 2、ω 2 、κ 2。 这
12个外方位元素可以分为两大类。一类是 相对定向元素，有5个，用来确定两张像 片的相对关系；另一类是绝对定向元素， 有7个，用来确定立体像对在空间坐标系 中的位置和姿态。