摄影测量学最新课件

x' y'A1
xyxy00
2 像点空间坐标变换
Z
z
y
s
Y
x X
y
o
x
X x
Y
R
y
Z f
a1 R b1
a2 b2
a3 b3
cosXˆx c osYˆx
c1 c2 c3 cosZˆx
cosXˆy cosYˆy cosZˆy
cosXˆz
cosYˆz
c osZˆz
R称为旋转矩阵，R为正交矩阵，由三个独立参数确定
c2 = sinω’cosκ’- cosω’sinφ’sinκ’ c3 = cosφ’cosω’
3）以Z轴为主轴的Av系统的坐标变换
X
x x
Y
RARRv
y
R
y
Z
f f
cosA sinA 0
RRARRv sinA cosA 0
0
0 1
1 0
0 cosv sinv 0 a1 a2 a3
《摄影测量学》（上）第三章
航摄像片的方位元素
武汉大学
遥感信息工程学院 摄影测量教研室
主要内容
一、摄影测量常用坐标系 二、航摄像片的内、外方位元素 三、像点坐标变换
一、摄影测量常用坐标系
1像平面直角坐标系(p-xy)
y y’
o
x’
p
x
y
p
x
2像空间直角坐标系(S-xyz)
y
z
s
x
y -f
o
x
P
3 像空间辅助坐标系(S-XYZ)
1）以Y轴为主轴的、、系统的坐标变换
Z
Z
Y a X
S
X
S-XYZ绕Y轴旋转角到SXYZ
X X cos 0 sinX YRY 0 1 0 Y Z Z sin 0 cosZ
Z
Z
X
a Y
S
Y
S-XYZ绕X轴旋转角到SXYZ
X X 1 0 0 X YRY0 cos si nY Z Z 0 si n cosZ
c3 = cosφcosω
2）以X轴为主轴的，、，、，系统的坐标变换
X
x x
YRRR
y
R
y
Z
f f
z Z’
’
X a Y’
’
S
Y
X X
Y
R
Y
Z
Z
1 0
0
R 0 cos sin
0 sin cos
z ’
Z’’
Y’
’
a
’
S
X’ X
X
Y
R
X Y
Z
Z
cos 0 sin
S
X
y
Zs
x
Z Y
o
Ys N
ox
A
Xs
X
航向倾角 旁向倾角 像片旋角
2）以X轴为主轴的，、 ， 、 ， Z Y
S
X
y
，
Zs
x
Z Y
， ，
oY
o
Ys N
A Xs
X
旁向倾角， 航向倾角, 像片旋角，
3）以Z轴为主轴的A、、
Z Y
S
X
y
x
方位角A 像片倾角
Z
Y
A
像片旋角
N A
X
三、像点坐标变换
2像片外方位元素：已建立的摄影光束，确定像片摄
影瞬间在地面直角坐标系中空间 位置和姿态的参数
S
Z Y
A
p X
三个直线元素，描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐标值(Xs、Ys、Zs)。 三个角元素(、、)，表示摄影光束空间姿态(像片在摄影瞬间空间姿态的要素）
S
Zs p
Z Y
Ys
A Xs
X
1）以Y轴为主轴的、 、 Z Y
Z
Y
z
y
x
s
X
y
o
x
4 摄影测量坐标系(Op-XpYpZp)
5 地面测量坐标系(t-XtYtZt)
Y Z
S Zp
zt xt
X Yp p
地面测量坐标为国家统一坐
标系，平面坐标系为高斯-
克吕格三度带或六度带1980
Xp
西安坐标系，高程坐标系为 1985黄海高程系
t
yt
6地面摄影测量坐标系(A-XtpYtpZtp)
Ztp Ytp
A
Xtp
原点为地面某一控制点，Ztp轴与地面测量坐标系的z轴 平行，Xtp轴与航线一致
二、航测像片的方位元素
方位元素：确定摄影时摄影物镜（摄影中心） 、像片与地面 三者之间相关位置的参数
1像片的内方位元素：摄影物镜后节点与像片 之间相互位置的参数
S
f y
o y0
c x0
x
恢复内方位元素可恢复摄影时的摄影光束
Y
Y
S-XYZ绕Z轴旋转角到SXYZ(s-xyz)
Z
a X
S
X
X x cossin 0x YRysin cos 0y Z f 0 0 1f
X
x x
YRRR
y
R
y
Z
f f
cos 0 sin
RRRR 0 1 0 sin 0 cos
1 0
0 cos sin 0 a1 a2 a3
0 cos sinsin
0 cos sinsinv cosv 0b1 b2 b3
0 sin cos 0
0 1 c1 c2 c3
a1 = cosAcosκv+sinAcossinv a2 = -cosAsinκv+sinAcoscosv a3 = -sinAsin b1=-sinAcos κv +cosAcossinv
R 0 1
0
sin 0 cos
Y’’ ’
Y’ z ’’ a X’’
’
S
X’
X Y
R
X Y
Z
Z
cos sin 0
R sin cos 0
0
0 1
1 0
0 cos 0 sin
RRRR0 cos sin 0 1
0
0 sin cos sin 0 cos
cos sin 0 a1 a2 a3 sin cos 0b1 b2 b3
b2= sinAsinv+ cosAcoscosv b3 = -cosAsin
0
0 1 c1 c2 c3
a1 = cosφ’cosκ’ a2 = -cosφ’sinκ’ a3 = -sinφ’ b1= cosω’sinκ’ –sinω’ sinφ’cosκ’
b2 = cosω’cosκ’+ sinω’ sinφ’sinκ’ b3 = -sinω’ cosφ’ c1 = sinω’sinκ’+ cosω’sinφ’cosκ’
1 像点的平面坐标变换
x
y
A
x y
' '
x '
y
'
A
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1
x y
y y’
a x’
p
x
A c co o x y ˆˆx x''s sc co o x y ˆˆy y'' s s c sio ns cso in s
y’
y
a
y0
o
p x0
x’ x
xyAxy''xy00csions csoinsxy''xy00
cos
0 b1
b2
b3
0 sin cos 0
0 1 c1 c2 c3
a1 = cosφcosκ - sinφsinωsinκ a2 = -cosφsinκ – sinφsinωcosκ a3 = -sinφcosω
b1= cosωsinκ b2 = cosωcosκ b3 = -sinω c1 = sinφcosκ+ cosφsinωsinκ c2 = -sinφsinκ + cosφsinωcosκ