近景攝影測量的控制

1、第五章近景攝影測量的控制一、近景攝影測量控制的目的一、近景攝影測量控制的目的1、把所構建的近景攝影測量網納入到給定、把所構建的近景攝影測量網納入到給定的物方空間坐標系中；的物方空間坐標系中；2、利用多余的控制（包括控制點和相對控、利用多余的控制（包括控制點和相對控制）加強近景攝影測量網的強度；制）加強近景攝影測量網的強度；3、利用多余的控制點和相對控制檢查近景、利用多余的控制點和相對控制檢查近景攝影測量的精度和可靠性。攝影測量的精度和可靠性。二、控制點與相對控制二、控制點與相對控制 控制點與相對控制是近景攝影測量中使用控制點與相對控制是近景攝影測量中使用的兩類控制。的兩類控制。1、控制點、控制

2、點 控制點通常是控制點通常是布設在被測目標布設在被測目標上或其周圍的已上或其周圍的已知坐標的標志點。知坐標的標志點。水輪機葉片水輪機葉片2、控制點的測定精度要求、控制點的測定精度要求待定點坐標的中誤差m由控制點坐標中誤差m控和攝影測量中誤差m攝組成。22攝控mmm為使控制點坐標中誤差m控對待定點坐標的中誤差m不產生影響，應使3/攝控mm攝影測量中誤差m攝可預先估算3、相對控制、相對控制相對控制是指在近景攝影測量中布置在物方相對控制是指在近景攝影測量中布置在物方空間的未知點間的某種已知幾何關系。空間的未知點間的某種已知幾何關系。如：已知的長度；如：已知的長度；已知的角度；已知的角度；未知點位于同

3、未知點位于同一平面；一平面；未知點位于同未知點位于同一直線；一直線；一、方法一、方法前方交會測量控制點的平面坐標；前方交會測量控制點的平面坐標；三角高程測量控制點的高程；三角高程測量控制點的高程；前方交會前方交會+三角高程方法三角高程方法二、原理二、原理1、前方交會、前方交會-計算平面坐標計算平面坐標*已知已知A點坐標點坐標 (XA,YA), B0點坐標為點坐標為(XB,YB)-P0點為待求點點為待求點(XP,YP)*夾角夾角 A、 B可由經緯儀（全站儀）測得可由經緯儀（全站儀）測得B0(XB,YB)P0(XP,YP)ctgBctgAXXctgAYctgBYYctgBctgAYYctgAXct

4、gBXXBABAPBABAP(2)若坐標系原點若坐標系原點D與與A點重合，點重合，計算公式計算公式(2)可簡可簡化為化為B0(XB,YB)P0(XP,YP)則則A點坐標為點坐標為(0,0)ctgBctgAXctgAYYctgBctgAYctgAXXBBPBBP(3)*若若A點與點與B0點連線點連線作為坐標系作為坐標系Y軸，軸，則計算公式可簡化為則計算公式可簡化為ctgBctgActgASYctgBctgASXABPABPB0(0,SAB)P0(XP,YP)則：則：A點坐標為點坐標為(0,0)，B0點坐標為點坐標為(0,SAB)2、三角高程、三角高程-確定高程坐標確定高程坐標假設假設A、B間水平

5、距離已知間水平距離已知*已知：已知：A點平面坐標為點平面坐標為(0,0)B點平面坐標為點平面坐標為(0,S)P點平面坐標已求點平面坐標已求出，為出，為 (XP,YP)*從從A點測得點測得P點的垂直角為點的垂直角為VA*從從B點測得點測得P點的垂直角為點的垂直角為VB如何確定如何確定P P點高程點高程Z ZP P =? =?*解決辦法：解決辦法：可分別由可分別由A、B兩站按三角高程計算兩站按三角高程計算P點高程點高程*疑問：疑問：須已知須已知A、B點的高程點的高程-A、P點間平面點間平面距離距離b可計算：可計算：22PPYXb-B、P點間平面點間平面距離距離a可計算：可計算：2222)()()(

6、SYXYYXXaPPBPBP則，則，A、P點間高差可計算：點間高差可計算：AAPtgvbhB、P點間高差可計算：點間高差可計算： BBPtgvah則，則，P點高程為：點高程為：AAAPAPtgvbHhHHBBBPBPtgvaHhHH也可以為：也可以為：前提為已知前提為已知A、B點的高程點的高程若測量中沒有誤差，若測量中沒有誤差， 則則P點高程可任取其點高程可任取其中之一（可假設測站點高程為某常數）。中之一（可假設測站點高程為某常數）。測量中不可避免存在誤差！測量中不可避免存在誤差！若分別從測站若分別從測站A、B測得的測得的P點高程差值小于點高程差值小于設定的精度要求，則取其均值即可。但條件設定

7、的精度要求，則取其均值即可。但條件是必須已知是必須已知A、B的高程或的高程或A、B間高差。間高差。三、精度分析三、精度分析應明確各符號的含義應明確各符號的含義222222222)()(sinSbmSambamMBAPmA、mB:測站點測站點A、B的點位中誤差；的點位中誤差； m:內角內角A、B的測角中誤差；的測角中誤差； S:基線基線AB的長度；的長度；1、平面精度分析、平面精度分析應明確各符號的含義應明確各符號的含義:22222)()cos(tanmSmMSh mS:測站點與待定點間的距離中誤差；測站點與待定點間的距離中誤差； ma:垂直角的測角中誤差；垂直角的測角中誤差； a:垂直角；垂直

8、角； g:交會角交會角2、高程精度分析、高程精度分析思考：思考：測站測站A、B的的坐標如何得坐標如何得到？到？四、測站點的確定四、測站點的確定不關注坐標系的絕對位置，為自由坐不關注坐標系的絕對位置，為自由坐標系。標系。兩個測站的情況下，確定基線間長度兩個測站的情況下，確定基線間長度即可確定兩測站的坐標。即可確定兩測站的坐標。（平面坐標）（平面坐標）基線的確定方法：基線的確定方法：1、鋼尺、皮尺；、鋼尺、皮尺；2、銦瓦尺；、銦瓦尺；3、測距儀；、測距儀；4、標準尺法。、標準尺法。標準尺法標準尺法 在測量基線的前方，水平放置一在測量基線的前方，水平放置一根高精度的標準尺，按前方交會方法根高精度的標

9、準尺，按前方交會方法測得尺上兩點的坐標后，計算其長度，測得尺上兩點的坐標后，計算其長度，求出它與真尺長的比值，改化基線長求出它與真尺長的比值，改化基線長度。度。步驟：步驟：1、 根據實際情根據實際情況安置兩測站況安置兩測站A、B后，近似量取后，近似量取基線長度基線長度SAB作作為初值；為初值；2、 在測量基線的前方，水平放置一根高在測量基線的前方，水平放置一根高精度的標準尺，在其上選取兩個刻劃精度的標準尺，在其上選取兩個刻劃M、N，做出標記，其真長記為，做出標記，其真長記為SMN ；步驟：步驟：4、在兩測站、在兩測站A、B安置經緯儀，按前方安置經緯儀，按前方交會法分別測量交會法分別測量M、N

10、兩點的水平角；兩點的水平角；3、確定起始方向線；、確定起始方向線；5、按前方交會公式計算、按前方交會公式計算M、N兩點的兩點的平面坐標平面坐標 ；6、計算、計算M、N兩點間的距離，記為兩點間的距離，記為 SMN ；22)()(NMNMMNYYXXS8、求解測量基線長度、求解測量基線長度 SAB= l SAB7、計算比例尺歸劃系數、計算比例尺歸劃系數 l=SMN /SMN 如果標準尺放置不水平如果標準尺放置不水平1、 根據實際情況安置兩測站根據實際情況安置兩測站A、B后，后，近似量取基線長度近似量取基線長度SAB作為初值；作為初值；2、 在測量基線的前方，放置一根高精在測量基線的前方，放置一根高

11、精度的標準尺，在其上選取兩個刻劃度的標準尺，在其上選取兩個刻劃M、N，做出標記，其真長記為，做出標記，其真長記為SMN ；步驟：步驟：4、在兩測站、在兩測站A、B安置經緯儀，按前安置經緯儀，按前方交會法分別測量方交會法分別測量M、N 兩點的水平兩點的水平角，按三角高程法測量角，按三角高程法測量M、N 兩點的兩點的垂直角；垂直角；5、按前方交會公式計算、按前方交會公式計算M、N兩點的兩點的平面坐標平面坐標 ；按三角高程公式計算；按三角高程公式計算M、N兩點的高程；兩點的高程；6、計算、計算M、N兩點間的距離，記為兩點間的距離，記為 SMN ；222)()()(NMNMNMMNZZYYXXS8、求

12、解測量基線長度、求解測量基線長度 SAB= l SAB7、計算比例尺歸劃系數、計算比例尺歸劃系數 l=SMN /SMN 此基線長度為此基線長度為:水平距離？水平距離？空間距離？空間距離？水平距離！水平距離！五、有關注意事項五、有關注意事項1、起始方向線的確定方法、起始方向線的確定方法a、對稱目標法；、對稱目標法；b、內標志法；、內標志法；c、外標志法；、外標志法；d、旋轉儀器法；、旋轉儀器法；e、平行光管法；、平行光管法；2、測站高差的確定、測站高差的確定a、經緯儀水準法；、經緯儀水準法；b、引點測高差法；、引點測高差法；c、若基座變動，須重新確定高差。、若基座變動，須重新確定高差。六、關于高

13、精度測量控制網六、關于高精度測量控制網寶雞橋梁廠鋼結構車間內寶雞橋梁廠鋼結構車間內的工業(yè)測量控制網的工業(yè)測量控制網按大地測按大地測量的邊角量的邊角網平差。網平差。一、建立的目的一、建立的目的1、用于攝影機檢定、用于攝影機檢定2、用于攝影測量理論的研究、用于攝影測量理論的研究3、用于實測目標形狀或運動狀態(tài)、用于實測目標形狀或運動狀態(tài)二、室內控制場的布設原則二、室內控制場的布設原則室內三維控制實驗場全景室內三維控制實驗場全景室內控制場的布設原則室內控制場的布設原則1、足夠數量的三維控制點；、足夠數量的三維控制點；2、控制點應分布均勻，在空間上有、控制點應分布均勻，在空間上有足夠延伸；足夠延伸；3、

14、留有攝影空間；、留有攝影空間；一、定義一、定義均勻分布有一定數量已知坐標的控制點的可均勻分布有一定數量已知坐標的控制點的可攜帶框架，稱為活動控制系統(tǒng)。攜帶框架，稱為活動控制系統(tǒng)。二、建立活動控制系統(tǒng)的目的二、建立活動控制系統(tǒng)的目的1、被測目標較小，數量較多且處在不、被測目標較小，數量較多且處在不同的位置；同的位置；2、不宜采用常規(guī)測量方法在現(xiàn)場實施、不宜采用常規(guī)測量方法在現(xiàn)場實施控制測量；控制測量；3、用于長途運輸后攝影機的檢校。、用于長途運輸后攝影機的檢校。三、活動控制系統(tǒng)的測量方法三、活動控制系統(tǒng)的測量方法1、普通工程測量方法、普通工程測量方法2、三維坐標量測儀測量、三維坐標量測儀測量3、

15、攝影測量方法、攝影測量方法主要的相對控制形式主要的相對控制形式距離相對控制（點與點之間距離）距離相對控制（點與點之間距離）平面相對控制（共面）平面相對控制（共面）直線相對控制（共線）直線相對控制（共線）角度相對控制角度相對控制相對控制的使用可采用兩種方式處理： 相對控制看作觀測值，此時應列誤差方程式與其它誤差方程式一并解算； 相對控制看作真值，此時所列方程式為制約條件，加強所構建模型的強度；LXBXBAtVuucc 相對控制看作觀測值LLLLLXBVPPSLXBXBAtVuucc 相對控制看作真值SSSLXBPPS 距離相對控制(作為觀測值)設兩物點為Si、Sj，其間距離經量測為Lij，兩物點

16、坐標分別為（Xi、Yi 、Zi ）、（Xj、Yj 、Zj ），有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF若函數Fi,j的近似值為Fi,j，改正數為 Fi,j，有，0,ijijjiFFF（1）（2）其中Fi,j的值是趨近計算中，根據式（1）計算。將式（2）線性化，0,jjjjjjiiiiiiijijijijijjiZZFYYFXXFZZFYYFXXFLLFFFFF0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF（3）其中：0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLFLijijijijijvLLLLLF22ijiiiXXXXXF)(2ijiiiYYY

17、YYF)(2ijiiiZZZZZF)(20)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLFjjijjXXXXXF)(2jjijjYYYYYF)(2jjijjZZZZZF)(2代入式（3）有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF0)(2)(2)(2)(2)(2)(22jjijjijjiijiijiijiijijijZZZYYYXXXZZZYYYXXXLLFLij=VLijijjjjiiijijijijijijiLLFZYXZYXZZYYXXZZYYXXv2 )()()()()()( LLLLLXBV 距離相對控制(作為真值)jijijijijijiijjiFZZY

18、YXXFFLF,200200200,2,)()()(設兩物點為Si、Sj，其間距離為Lij作為真值，兩物點坐標分別為（Xi、Yi 、Zi ）、（Xj、Yj 、Zj ），有0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF0)()()(2222,jijijiijjiZZYYXXLF2,)(2)(2)(2)(2)(2)(2ijjjijjijjiijiijiijijijiLZZZYYYXXXZZZYYYXXXFF2 )()()()()()( 2,ijjijjjiiijijijijijijiLFZYXZYXZZYYXXZZYYXXSSSLXB按附有制約條件的間接平差模型處理LXBXBAtVuucc 相對控制看作觀測值SSSSLXBVPPSLXBXBAtVuucc 相對控制看作真值SS