航攝像片的方位元素

.,航攝像片的方位元素,攝影測(cè)量學(xué),.,一、攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系二、航攝像片的內(nèi)、外方位元素三、空間直角坐標(biāo)變換,主要內(nèi)容,.,？,數(shù)學(xué)分析方法第一步：數(shù)學(xué)描述，建立坐標(biāo)系第二步：建立關(guān)系方程,a,o,f,航攝像片是地面的中心投影。如何建立像點(diǎn)與地面點(diǎn)之間的關(guān)系？,.,飛行方向,框標(biāo)坐標(biāo)系(o-xy),o,大地坐標(biāo)系是指高斯平面坐標(biāo)和高程所組成的左手空間系；描述地面點(diǎn)的空間位置；攝影測(cè)量的成果最終轉(zhuǎn)化到該坐標(biāo)系中。,大地坐標(biāo)系,用于表示像點(diǎn)量測(cè)坐標(biāo)。,.,3.1攝影測(cè)量常用坐標(biāo)系,1、像平面直角坐標(biāo)系,X,Y,P,表示像點(diǎn)在像平面內(nèi)位置的平面直角坐標(biāo)系。,.,1像平面直角坐標(biāo)系(p-xy),框標(biāo)坐標(biāo)系像主點(diǎn)坐標(biāo)系輔助點(diǎn)坐標(biāo)系主縱線坐標(biāo)系,像平面坐標(biāo)系與框標(biāo)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化：,.,2像空間直角坐標(biāo)系(S-xyz),.,s,x,y,地面測(cè)量坐標(biāo)為國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系，平面坐標(biāo)系為高斯-克呂格三度帶或六度帶1980西安坐標(biāo)系，高程坐標(biāo)系為1985黃海高程系,3地面測(cè)量坐標(biāo)系(t-XtYtZt),x,y,z,.,4像空間輔助坐標(biāo)系(S-XYZ),.,5地面攝影測(cè)量坐標(biāo)系,原點(diǎn)為地面某一控制點(diǎn)，Ztp軸與地面測(cè)量坐標(biāo)系的Zt軸平行，Xtp軸與航線一致,.,(x,y,-f),(Xt,Yt,Zt),攝影測(cè)量中的各種坐標(biāo)系,.,航空攝影測(cè)量的研究,框標(biāo)坐標(biāo)系像平面坐標(biāo)系,O-xy,地面測(cè)量坐標(biāo)系,T-Xt,Yt,Zt,s-xyzs-XYZP-XpYpZpM-XtpYtpZtp,不能直接轉(zhuǎn)換,過渡坐標(biāo)系,.,框標(biāo)坐標(biāo)系,像空間坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大地坐標(biāo)系,像點(diǎn),地面點(diǎn),攝影測(cè)量,關(guān)系？,關(guān)系？,已知,問題的引出,.,3.2航測(cè)像片的方位元素,方位元素：確定攝影時(shí)攝影物鏡（攝影中心）、像片與地面三者之間相關(guān)位置的參數(shù),.,1像片的內(nèi)方位元素：攝影物鏡后節(jié)點(diǎn)與像片之間相互位置的參數(shù),恢復(fù)內(nèi)方位元素可恢復(fù)攝影時(shí)的攝影光束,.,內(nèi)方位元素,投影中心對(duì)航攝像片的相對(duì)位置叫做像片的內(nèi)方位；確定內(nèi)方位的獨(dú)立參數(shù)叫做內(nèi)方位元素。,確定投影中心對(duì)像片的相對(duì)位置的參數(shù)；,x,y,z,.,內(nèi)方位元素,框標(biāo)坐標(biāo)系、像平面坐標(biāo)系、像空系之間的關(guān)系,.,內(nèi)方位元素,每條攝影光線在像空系中有一個(gè)確定的方向。,作用：1、像點(diǎn)的框標(biāo)坐標(biāo)系向像空系的改化；2、確定攝影光束的形狀；,S,x,y,o,a,A,.,2像片外方位元素：已建立的攝影光束，確定像片攝影瞬間在地面直角坐標(biāo)系中空間位置和姿態(tài)的參數(shù),.,三個(gè)直線元素，描述攝影中心在地面空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(Xs、Ys、Zs)。三個(gè)角元素(、)，表示攝影光束空間姿態(tài)(像片在攝影瞬間空間姿態(tài)的要素）,.,框標(biāo)坐標(biāo)系,像空間坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大地坐標(biāo)系,像點(diǎn),地面點(diǎn),攝影測(cè)量,關(guān)系?,關(guān)系?,關(guān)系已知,？,.,外方位元素,確定攝影時(shí)像空系在地輔系中位置和方向的元素叫做航攝像片的外方位元素。,.,外方位元素,外方位線元素:確定像空系的原點(diǎn)S在地輔系中的坐標(biāo)；外方位角元素:確定像空系三軸在地輔系中的方向。,確定像空系在地輔系中位置和方向所需要的元素。,線元素,角元素,.,確定像空系的原點(diǎn)S在地輔系中的坐標(biāo)；,外方位線元素,.,Z,Y,X,確定像空系三軸在地輔系中的方向。,S,o,x,y,z,外方位角元素,.,1),傾角。主光軸軸在XZ坐標(biāo)面上的投影與Z軸的夾角。,側(cè)滾角。主光軸與其在XZ坐標(biāo)面上的投影之間的夾角。,旋角。Y軸在xy坐標(biāo)面上的投影與y軸的夾角。,確定x，y軸在自身平面內(nèi)的方向,確定z軸的方向,作用,逆時(shí)針方向?yàn)檎?.,o,x,y,y,x,z,S,Y,X,Z,o,O,M,N,h,逆時(shí)針方向?yàn)檎?傾角。主光軸軸在XZ坐標(biāo)面上的投影與Z軸的夾角。,側(cè)滾角。主光軸與其在XZ坐標(biāo)面上的投影之間的夾角。,旋角。Y軸在xy坐標(biāo)面上的投影與y軸的夾角。,確定x，y軸在自身平面內(nèi)的方向,確定z軸的方向,作用,1),.,S-XYZ,S-XYZ,第一次旋轉(zhuǎn),1)系統(tǒng),繞Y軸,.,1)系統(tǒng),S-XYZ,第二次旋轉(zhuǎn),繞X軸,x,y,X,X,Y,Z,S,S-XYZ,o,.,1)系統(tǒng),繞Z軸,S-xyz,第三次旋轉(zhuǎn),Z,X,Y,S,S-XYZ,Y,X,o,z,.,P-XPYPZP,S-xyz,Y-X-Z,1)系統(tǒng),攝影測(cè)量坐標(biāo)系,像空系,x,O,以Y為主軸的外方位角元素,.,框標(biāo)坐標(biāo)系,像空間坐標(biāo)系,地面輔助坐標(biāo)系,大地坐標(biāo)系,像點(diǎn),地面點(diǎn),攝影測(cè)量,關(guān)系?,關(guān)系?,關(guān)系已知,線元素：,角元素：,內(nèi)方位元素3個(gè)，外方位元素6個(gè)。,.,1）以Y軸為主軸的、,旁向傾角,航向傾角,像片旋角,.,2）以X軸為主軸的，、，、，,航向傾角,旁向傾角，,像片旋角，,，,，,，,.,3）以Z軸為主軸的A、,方位角A,像片傾角,像片旋角,.,1像點(diǎn)的平面坐標(biāo)變換,三、像點(diǎn)坐標(biāo)變換,.,.,2像點(diǎn)空間坐標(biāo)變換,R稱為旋轉(zhuǎn)矩陣，R為正交矩陣，由三個(gè)獨(dú)立參數(shù)確定,.,1）以Y軸為主軸的、系統(tǒng)的坐標(biāo)變換,S-XYZ繞Y軸旋轉(zhuǎn)角到S-XYZ,.,S-XYZ繞X軸旋轉(zhuǎn)角到S-XYZ,.,S-XYZ繞Z軸旋轉(zhuǎn)角到S-XYZ(s-xyz),.,以Y軸為主軸的、系統(tǒng)的坐標(biāo)變換,.,以Y軸為主軸的、系統(tǒng)的坐標(biāo)變換,.,2）以X軸為主軸的，、，、，系統(tǒng)的坐標(biāo)變換,.,.,.,.,a1=coscosa2=-cossina3=-sinb1=cossinsinsincosb2=coscos+sinsinsinb3=-sincosc1=sinsin+cossincosc2=sincos-cossinsinc3=coscos,.,3）以Z軸為主軸的Av系統(tǒng)的坐標(biāo)變換,.,a1=cosAcosv+sinAcossinva2=-cosAsinv+sinAcoscosva3=-sinAsinb1=-sinAcosv+cosAcossinvb2=sinAsinv+cosAcoscosvb3=-cosAsinc1=sinsinvc2=sincosvc3=cos,.,旋轉(zhuǎn)矩陣的構(gòu)成,用a2,a3,b3作為獨(dú)立參數(shù)解求旋轉(zhuǎn)矩陣,.,.,從(a)式含a1、a2、a3的方程式含b1、b2、b3的方程式含c1、c2、c3的方程式可解,