單像空間后方交會實習報告

1、精品文檔攝影測量學單像空間后方交會實習報告。1歡迎下載精品文檔一、實習目的1. 掌握空間后方交會的定義和實現(xiàn)算法(1) 定義：空間后方交會是以單幅影像為基礎，從該影像所覆蓋地面范圍內若干控制點的已知地面坐標和相應點的像坐標量測值出發(fā)，根據共線條件方程，解求該影像在航空攝影時刻的外方位元素Xs， Ys，Zs，。(2) 算法：由于每一對像方和物方共軛點可列出2 個方程， 因此若有3 個已知地面坐標的控制點，則可列出6 個方程，解求6 個外方位元素的改正數(shù)Xs， Ys， Zs，。實際應用中為了提高解算精度，常有多余觀測方程，通常是在影像的四個角上選取4 個或均勻地選擇更多的地面控制點，因而要用最小二

2、乘平差方法進行計算。2. 了解攝影測量平差的基本過程(1) 獲取已知數(shù)據。 從攝影資料中查取影像比例尺1/m，平均攝影距離 （航空攝影的航高）、內方位元素x0， y0， f ；獲取控制點的空間坐標X， Y， Z。(2) 量測控制點的像點坐標并進行必要的影像坐標系統(tǒng)誤差改正，得到像點坐標。(3) 確定未知數(shù)的初始值。單像空間后方交會必須給出待定參數(shù)的初始值，在豎直航空攝影且地面控制點大體對稱分布的情況下，Xs0 和 Ys0 為均值，Zs0 為航高，、的初值都設為 0?；蛘叩某踔悼稍诤桔E圖上找出或根據控制點坐標通過坐標正反變換求出。(4) 計算旋轉矩陣 R。利用角元素近似值計算方向余弦值，組成R

3、陣。(5) 逐點計算像點坐標的近似值。利用未知數(shù)的近似值按共線條件式計算控制點像點坐標的近似值（ x）， (y) 。(6) 逐點計算誤差方程式的系數(shù)和常數(shù)項，組成誤差方程式。(7) 計算法方程的系數(shù)矩陣 ATA與常數(shù)項 ATL，組成法方程式。(8) 解求外方位元素。 根據法方程， 解求外方位元素改正數(shù)， 并與相應的近似值求和，得到外方位元素新的近似值。(9) 檢查計算是否收斂。將所求得的外方位元素的改正數(shù)與規(guī)定的限差比較，通常對，的改正數(shù)，給予限差，通常為0.000001 弧度，當 3 個改正數(shù)均小于0.000001 弧度時，迭代結束。否則用新的近似值重復(4) （ 8）步驟的計算，直到滿足要

4、求為止。3. 通過對提供的試驗數(shù)據進行計算，輸出像片的外方位元素并評定精度。深入理解單片空間后方交會的原理，體會在有多余觀測情況下，用最小二乘平差方法編程實現(xiàn)解求影像外方位元素的過程。通過上機調試程序加強動手能力的培養(yǎng)，通過對實驗結果的分析，增強綜合運用所學知識解決實際問題的能力。4. 實習過程： 4.1 學習單張像片空間后方交會的基本理論，掌握其基本思想。如果我們知道每幅影像的 6 個外方位元素，就能確定被攝物體與航攝影像的關系。而單像空間后方交會就是用于測定像片的外方位元素的，它的基本思想是：以單幅影像為基礎，從影像所覆蓋的地面范圍內若干控制點的已知地面坐標和相應點的像坐標量測值出發(fā)，根據

5、共線方程，解求該影像在航空攝影時刻的外方位元素Xs,Ys,Zs,p,w,k.由于空間后方交會所采用的數(shù)學模型共線方程是非線性函數(shù)，為了便于外方位元素的解求，首先將其線性化。 4.2 在紙上繪出空間后方交會的計算機程序框圖。為了能夠在宏觀上指導我們編寫程序，我們需要在草稿紙上繪出程序框圖。2歡迎下載精品文檔輸入原始數(shù)據歸算像點坐標x，y計算和確定初值Xs0 ， Ys0， Zs0， 0， 0， 0組成旋轉矩陣R計算 (x),(y) 和 lx ， ly是逐點組成誤差方程式并法化否迭所有點完否？代次數(shù)解法方程，求未知數(shù)改正數(shù)小于限計算改正后的外方位元素差否否？未知數(shù)改正數(shù)<限差否？否整理并輸出計

6、算結果輸出中間結果和出錯信息正常結束非正常結束。3歡迎下載精品文檔二、源代碼using System;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;namespace 單像空間的后方交會public class calculateprivate double j, k, l, Xs, Ys, Zs;/六個外方位元素private double f = 28.1539;/主距struct point /像點和地面點坐標public double x, y, X, Y, Z;private point p = n

7、ew point4;/存取控制點的坐標private double R = new double9;/旋轉矩陣private double a = new double8;/近似值坐標private double L = new double8;/誤差方程常數(shù)項private double, A = new double8, 6;/誤差方程系數(shù)項private int count = 0;public void Y(double q)for (int n = 0; n < 4; n+)int m = n * 5;Console.WriteLine("請輸入第 0控制點的坐標&q

8、uot;, n + 1);qm = Convert.ToDouble(Console.ReadLine();qm + 1 = Convert.ToDouble(Console.ReadLine();qm + 2 = Convert.ToDouble(Console.ReadLine();qm + 3 = Convert.ToDouble(Console.ReadLine();qm + 4 = Convert.ToDouble(Console.ReadLine();pn.x = qm;pn.y = qm + 1;pn.X = qm + 2;pn.Y = qm + 3;pn.Z = qm + 4;

9、double ave = 0, sum = 0;/ 求比例尺分母，用來求外方位元素 for (int n = 0; n < 3; n+)for (int m = n + 1; m < 4; m+)。4歡迎下載精品文檔sum+=Math.Sqrt(Math.Pow(pn.X-pm.X,2)+Math.Pow(pn.Y- pm.Y,2) / Math.Sqrt(Math.Pow(pn.x- pm.x,2)+Math.Pow(pn.y - pm.y, 2);ave = sum / 6;double j = 0.054882; k = 0.057034; l = -0.036175;/六個

10、外方位元素的近似值doubleXs = 500215.49;doubleYs = 4185301.89;doubleZs = 1475.56;private double sin(double m)returnMath.Sin(m);private double cos(double m)returnMath.Cos(m);public void calX()/計算旋轉矩陣R0 = cos(j) * cos(k) - sin(j) * sin(l) * sin(k);R1 = -cos(j) * sin(k) - sin(j) * sin(l) * cos(k);R2 = -sin(j) *

11、cos(l);R3 = cos(l) * sin(k);R4 = cos(l) * cos(k);R5 = -sin(l);R6 = sin(j) * cos(k) + cos(j) * sin(l) * sin(k);R7 = -sin(j) * sin(k) + cos(j) * sin(l) * cos(k);R8 = cos(j) * cos(l);public void calJSZ()/計算像點坐標近似值for (int n = 0; n < 4; n+)a2* n = -f* (R0* (pn.X- Xs) + R3* (pn.Y -Ys) + R6* (pn.Z - Zs

12、) / (R2 * (pn.X - Xs) + R5 * (pn.Y - Ys) + R8 * (pn.Z - Zs);a2 * n + 1 = -f * (R1 * (pn.X - Xs) + R4 * (pn.Y - Ys)+ R7 * (pn.Z - Zs) / (R2 * (pn.X - Xs) + R5 * (pn.Y - Ys) + R8 * (pn.Z - Zs);。5歡迎下載精品文檔public void calXSJZandCSX()/計算系數(shù)矩陣和常數(shù)項for (int n = 0; n < 4; n+)/計算常數(shù)項L2 * n = pn.x - a2 * n;L2

13、* n + 1 = pn.y - a2 * n + 1;for (int n = 0; n < 4; n+)/計算系數(shù)矩陣double z = R2 * (pn.X - Xs) + R5 * (pn.Y - Ys) + R8 * (pn.Z - Zs); A2 * n, 0 = (R0 * f + R2 * pn.x) / z;A2 * n, 1 = (R3 * f + R5 * pn.x) / z;A2 * n, 2 = (R6 * f + R8 * pn.x) / z;A2 * n, 3 = pn.y * sin(l) - (pn.x * (pn.x * cos(k) - pn.y

14、* sin(k) / f + f * cos(k) * cos(l);A2 * n, 4 = -f * sin(k) - pn.x / f * (pn.x * sin(k) + pn.y * cos(k); A2 * n, 5 = pn.y;A2 * n + 1, 0 = (R1 * f + R2 * pn.y) / z;A2 * n + 1, 1 = (R4 * f + R5 * pn.y) / z;A2 * n + 1, 2 = (R7 * f + R8 * pn.y) / z;A2 * n + 1, 3 = pn.x * sin(l) - (pn.y * (pn.x * cos(k) -

15、 pn.y * sin(k)/ f - f * sin(k) * cos(l);A2 * n + 1, 4 = -f * cos(k) - pn.y / f * (pn.x * sin(k) + pn.y * cos(k); A2 * n, 5 = -pn.x;public double calJSGZS()/計算改正數(shù)double, AT = new double6, 8;/A轉置double, temp = new double6, 6;/A轉置與 A 的乘積double X = new double6;/改正數(shù)double ATL = new double6;/A轉置與 L 相乘的積in

16、t n, m, s;for (n = 0; n < 8; n+)/求 A 的轉置矩陣ATfor (m = 0; m < 6; m+)ATm, n = ATn, m;for (n = 0; n < 6; n+)/求 A 轉置與 A 的乘積for (m = 0; m < 6; m+)tempn, m = 0;。6歡迎下載精品文檔for (s = 0; s < 8; s+)tempn, m += ATn, s * As, m;MA(temp);/求逆for (n = 0; n < 6; n+)/求 A 的轉置與L 的乘積for (m = 0; m < 8;

17、m+)ATLn += ATn, m * Lm;for (n = 0; n < 6; n+)/求改正數(shù)Xfor (m = 0; m < 6; m+)Xn += tempn, m * ATLm;Xs += X0;Ys += X1;Zs += X2;j += X3;k += X4;l += X5;returnXs;returnYs;returnZs;return j;return k;return l;public void Main(string args)/計算流程nwhile (count >= 4)calX();calJSZ();。7歡迎下載精品文檔calXSJZandCS

18、X();Console.WriteLine("第 0 次迭代的結果", count);calJSGZS();count+;private void MA(double, c)int i, j, h, m;constint n = 6;double l;double, q = new doublen, 12;for (i = 0; i < n; i+)/求高斯矩陣for (j = 0; j < 12; j+)qi, j = ci, j;for (i = 0; i < n; i+)/for (j = 0; j < 12; j+)/構造單位陣if (i + 6 = j)qi, j = 1;elseqi, j = 0;for (h = 0, m = 0; m