第6章-解析空中三角測量課件

6.1概述6.2航帶法空中三角測量6.3獨立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量6.4光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量第六章解析空中三角測量6.1概述第六章解析空中三角測量1一、解析空中三角測量的含義二、解析空中三角測量的目的三、解析空中三角測量的信息四、解析空中三角測量的分類五、影像連接點的設置六、解析空中三角測量的應用七、像點坐標的系統(tǒng)誤差及改正6.1概述一、解析空中三角測量的含義6.1概述2第6章-解析空中三角測量ppt課件3第6章-解析空中三角測量ppt課件4一、解析空中三角測量的含義空中三角測量：是立體攝影測量中，根據(jù)少量的野外控制點，在室內(nèi)進行控制點加密，求得加密點的高程和平面位置的測量方法

分為兩類：模擬空中三角測量解析空中三角測量一、解析空中三角測量的含義空中三角測量：5解析空中三角測量是指用計算的方法，根據(jù)像片上量測的像點坐標和少量地面控制點，采用較嚴密的數(shù)學公式，按最小二乘法原理，用電子計算機解算待定點的平面坐標和高程。也稱電算加密。解析空中三角測量是指用計算的方法，根據(jù)像片上量測的像點坐標和6優(yōu)點：不觸及被量測目標即可測定其位置和幾何形狀可快速地在大范圍內(nèi)同時進行點位測定，以節(jié)省野外測量工作量不受通視條件限制區(qū)域內(nèi)部精度均勻，且不受區(qū)域大小限制優(yōu)點：7第6章-解析空中三角測量ppt課件8四、解析空中三角測量的分類單航帶法：以一條航帶構成的區(qū)域為加密單元按加密區(qū)域航帶法獨立模型法光束法按平差模型航帶法區(qū)域網(wǎng)平差獨立模型法區(qū)域網(wǎng)平差光束法區(qū)域網(wǎng)平差區(qū)域網(wǎng)法四、解析空中三角測量的分類單航帶法：以一條航帶構成的區(qū)域為加9三、解析空中三角測量信息三、解析空中三角測量信息10五、影像連接點的設置五、影像連接點的設置11影像連接點的類型影像連接點的類型12第6章-解析空中三角測量ppt課件13第6章-解析空中三角測量ppt課件14第6章-解析空中三角測量ppt課件15第6章-解析空中三角測量ppt課件16為測繪地形圖、制作正射影像圖提供定向控制點和像片內(nèi)、外方位元素取代大地測量方法，進行三、四等或等外三角測量的點位測定（要求精度為厘米級）用于地籍測量以測定大范圍內(nèi)界址點的統(tǒng)一坐標解析近景攝影測量和非地形攝影測量，用于建筑物變形測量、工業(yè)測量等六、解析空中三角測量的應用為測繪地形圖、制作正射影像圖提供定向控制點和像片內(nèi)、外方位元17七、像點坐標系統(tǒng)誤差及改正引起誤差的因素包括：底片變形（）物鏡畸變大氣折光地球曲率七、像點坐標系統(tǒng)誤差及改正引起誤差的因素包括：底片變形（）18底片變形改正四個框標位于像片的四個角隅時可用雙線性變換公式改正四個框標位于像片的中央時可用比例縮放底片變形改正四個框標位于像片的四個角隅時可用雙線性變換公式改19像點坐標改正公式經(jīng)物鏡畸變差改正后的像點坐標為攝影機物鏡畸變改正像點坐標改正公式經(jīng)物鏡畸變差改正后的像點坐標為攝影機物鏡畸變20大氣折光改正改正公式：Aaa0x、y方向上的像點坐標改正數(shù)為：大氣折光改正改正公式：Aaa0x、y方向上的像點坐標改正數(shù)為21地球曲率改正改正公式：H：攝影航高nAA0aa0HfR:地球的曲率半徑RR改正值地球曲率改正改正公式：H：攝影航高nAA0aa0HfR:地22像片系統(tǒng)誤差改正底片變形鏡頭畸變大氣折光地球曲率像片系統(tǒng)誤差改正底片變形鏡頭畸變大氣折光地球曲率236.2航帶法空中三角測量一、基本思想與流程二、單航帶空中三角測量三、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差6.2航帶法空中三角測量一、基本思想與流程24一、基本思想與流程把許多立體像對構成的單個模型連結成一個航帶模型，將航帶模型視為單元模型進行解析處理，通過消除航帶模型中累積的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測圖坐標系中，從而確定加密點的地面坐標基本思想一、基本思想與流程把許多立體像對構成的單個模型連結成一個25像點坐標量測及系統(tǒng)誤差改正立體像對相對定向，建立單個模型模型連接構建自由航帶網(wǎng)航帶模型絕對定向航帶模型非線性改正加密點坐標計算航帶網(wǎng)空中三角測量基本流程像點坐標量測及系統(tǒng)誤差改正航帶網(wǎng)空中三角測量基本流程26二、單航帶空中三角測量

1、自由航帶網(wǎng)的構建

像對的相對定向和模型的連接１）像點坐標量測及改正系統(tǒng)誤差２）連續(xù)法相對定向，建立單個立體模型b二、單航帶空中三角測量

1、自由航帶網(wǎng)的構建

像對的相對定向27模型點坐標注：模型點坐標是以立體像對中左攝影站點為坐標原點的坐標。像點坐標模型點坐標注：模型點坐標是以立體像對中左攝影站點為坐標原點的28３）模型連接，建立統(tǒng)一的自由航帶網(wǎng)歸化系數(shù)135246a135246buvw2as1s2s31b由于模型的基線分量bu是各自獨立選取的，造成了各模型的比例尺大小不一致，必須進行模型比例尺的歸化。理論上：３）模型連接，建立統(tǒng)一的自由航帶網(wǎng)歸化系數(shù)135246a1329第二個模型及以后各模型攝站點在全航帶統(tǒng)一的坐標求出模型比例尺歸化系數(shù)后，將后一模型每個點的空間輔助坐標系以及基線分量均乘以歸化系數(shù)，就可以獲得與前一模型比例尺一致的坐標。由此可見模型連接的實質是求出相鄰模型間的比例歸化系數(shù)。第二個模型及以后各模型中模型點在全航帶統(tǒng)一的坐標第二個模型及以后各模型攝站點在全航帶統(tǒng)一的坐標求出模型比例尺30第6章-解析空中三角測量ppt課件31第6章-解析空中三角測量ppt課件321）基本公式2、航帶模型的絕對定向將航帶模型在航帶輔助坐標系中的坐標納入到地面攝影測量坐標系中，取得模型點的地面攝影測量坐標。利用地面控制點解算七個絕對定向參數(shù)。1）基本公式2、航帶模型的絕對定向將航帶模型在航帶輔助坐標系332）主要流程將控制點的地面坐標轉化為地面攝影測量坐標；計算重心坐標和重心化坐標按公式建立絕對定向的誤差方程式解算絕對定向元素計算待定點的概略地面攝影測量坐標2）主要流程34什么叫做多項式逼近？取一個多項式曲面Z=f(x,y)表示復雜的變形曲面,并使該曲面通過航帶網(wǎng)中的控制點，利用控制點的已知值與加密點的不符值，通過最小二乘擬合，使所求得的坐標變形值與實際變形值相等或其差的平方和最小。什么叫做多項式逼近？35第6章-解析空中三角測量ppt課件36航帶模型的非線性改正—模型點絕對定向后的重心化坐標設已知重心化后的控制點的地面攝影測量坐標及由加密獲得的地面攝測坐標分別為—重心化后的控制點的地面攝測坐標當兩者不符時，則有：航帶模型的非線性改正—模型點絕對定向后的重心化坐標設已知重心37三次多項式改正（三維坐標分列的一般多項式）三次多項式改正（三維坐標分列的一般多項式）38將絕對定向后的重心化坐標作為觀測值利用控制點的兩套坐標求解出非線性變形系數(shù)ai、bi、ci。則誤差方程式為：將絕對定向后的重心化坐標作為觀測值利用控制點的兩套坐標求解出39模型點經(jīng)非線性改正后的坐標：航帶網(wǎng)整體平差的實質是什么？以一條航帶模型為平差單元，解求航帶的非線性改正系數(shù)，即多項式系數(shù)。模型點經(jīng)非線性改正后的坐標：航帶網(wǎng)整體平差的實質是什么？401、基本思想三、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差航帶網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)平差:由幾條航帶構成一個區(qū)域，整體平差解求各航帶的非線性變形改正系數(shù)，求得整個測區(qū)內(nèi)全部待定點的坐標1、基本思想三、航帶法區(qū)域網(wǎng)平差41主要的計算步驟1.按照單航帶法構成自由航帶網(wǎng)2.利用本航帶的控制點及與上一航帶的公共點進行三維空間相似變換，將整區(qū)各航線納入統(tǒng)一的坐標系中（各航帶模型的絕對定向）3、計算重心坐標及重心化坐標（航帶網(wǎng)法區(qū)域網(wǎng)平差的結果是解算各航帶的非線性改正系數(shù)，非線性改正系數(shù)需要各航帶的重心化坐標）4.根據(jù)模型中控制點的加密坐標與外業(yè)實測坐標相等及相鄰航帶間公共連接點的坐標相等為條件，列出誤差方程，整體解求各航帶的非線性改正系數(shù)5.計算各加密點坐標（用平差計算得出多項式系數(shù)，分別計算出各模型點改正后的坐標值，此時控制點上仍會有殘差，可根據(jù)此殘差的不符值來衡量加密的精度，在相鄰航帶的公共點上，上下兩條航線的兩組坐標值也會有矛盾，當互差在允許限度內(nèi)時，一般取均值作為加密點成果）主要的計算步驟1.按照單航帶法構成自由航帶網(wǎng)42平差單元：以一條航帶作為平差計算單元，平差條件：利用已知控制點內(nèi)業(yè)加密坐標應與外業(yè)實測坐標相等，相鄰航帶間公共連接點上的加密坐標應相等為平差條件。平差目的：在全區(qū)域范圍內(nèi)把航帶網(wǎng)模型坐標視為觀測值，用最小二乘法整體解算各航帶網(wǎng)的非線性變形改正系數(shù)，最終計算出整個測區(qū)內(nèi)所有加密點的地面測量坐標。平差模型：多項式改正平差單元：以一條航帶作為平差計算單元，43二、解算過程區(qū)域網(wǎng)概算：建立統(tǒng)一的區(qū)域網(wǎng)，獲得模型點的概略地面攝測量坐標。（目的、實質、主要工作、和方法）目的：為區(qū)域網(wǎng)平差提供較好的初值，剔除觀測數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)中的粗差實質：建立自由比例尺的航帶網(wǎng)，并確定每一行帶在區(qū)域中的概略位置，以拼成松散的區(qū)域網(wǎng)。（松散：相鄰航帶拼接時，公共點都不取中數(shù)，所以實際上沒有拼成整體的區(qū)域網(wǎng)，各航帶仍保留其獨立性。）主要工作：統(tǒng)一的各航帶模型和坐標系方法：航帶模型間的空間相似變換區(qū)域網(wǎng)整體平差：求解出各航帶的非線性改正系數(shù)，計算加密點地面測量坐標。二、解算過程區(qū)域網(wǎng)概算：建立統(tǒng)一的區(qū)域網(wǎng)，獲得模型點的概44區(qū)域網(wǎng)概算1、建立自由比例尺的單航帶網(wǎng)（同單航帶法）2、航帶網(wǎng)的絕對定向（概略定向），以構成松散區(qū)域網(wǎng)。區(qū)域網(wǎng)概算1、建立自由比例尺的單航帶網(wǎng)（同單航帶法）45第6章-解析空中三角測量ppt課件46區(qū)域網(wǎng)的整體平差解算1、建立誤差方程式（1）重心和重心化坐標計算每條航帶重心的地攝坐標每條航帶重心的概略地攝坐標為區(qū)域網(wǎng)的整體平差解算1、建立誤差方程式每條航帶重心的地攝坐標47重心化地攝坐標重心化概略地攝坐標（2）建立誤差方程式平差條件:已知控制點內(nèi)業(yè)加密坐標應與外業(yè)實測坐標相等，相鄰航帶間公共連接點上的加密坐標應相等重心化地攝坐標重心化概略地攝坐標（2）建立誤差方程式平差條件482．加密點的地面坐標計算航帶間公共連接點的坐標值，應由兩相鄰航帶中該點的計算坐標取平均值作為該點的地面測量坐標2．加密點的地面坐標計算航帶間公共連接點的坐標值，應由496.3獨立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量問題的提出：6.3獨立模型法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量問題的提出：50基本思想：基于單獨法相對定向建立單個立體模型，再由一個個單模型相互連接組成一個區(qū)域網(wǎng)。采用最小二乘準則對全區(qū)域網(wǎng)實施整體平差，解求每個模型的七個絕對定向參數(shù)，從而求出所有待定點的地面坐標。

基本思想：51第6章-解析空中三角測量ppt課件52第6章-解析空中三角測量ppt課件53第6章-解析空中三角測量ppt課件54第6章-解析空中三角測量ppt課件55第6章-解析空中三角測量ppt課件56作業(yè)流程單獨法相對定向建立單元模型，獲取各單元模型的模型坐標，包括攝站點。利用相鄰模型公共點和所在模型中的控制點，各單元模型分別作三維線性變換，按各自的條件列出誤差方程式及法方程式。建立全區(qū)域的改化法方程，并按循環(huán)分塊法求解，求得每個模型點的七個絕對定向元素。按平差后求得的七個絕對定向元素，計算每個單元模型中待定點的坐標，若為相鄰模型的公共點，取其均值作為最后結果。作業(yè)流程單獨法相對定向建立單元模型，獲取各單元模型的模型坐標576.4光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量一、基本思想與流程二、像片外方位元素和地面點坐標初始值的確定三、誤差方程式與法方程式的建立四、加密點坐標的計算五、解析空中三角測量的精度六、解析空中三角測量的最新發(fā)展6.4光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測量一、基本思想與流程58一、基本思想與流程

以一張像片組成的一束光線作為一個平差單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎方程，通過各光線束在空間的旋轉和平移，使模型之間的公共光線實現(xiàn)最佳交會，將整體區(qū)域最佳地納入到控制點坐標系中，從而確定加密點的地面坐標及像片的外方位元素?；舅枷胍?、基本思想與流程以一張像片組成的一束光線作為一個平差單59一、傳統(tǒng)攝影測量加密XZYSS高程控制點平高控制點待定點原理圖一、傳統(tǒng)攝影測量加密XZYSS高程控制點平高控制點待定點原理60確定像片外方位元素和地面點坐標的近似值從每張像片上控制點、待定點的像點坐標出發(fā)，按共線條件列出誤差方程誤差方程式法化，解求改化法方程式，先求出其中的一類未知數(shù)，通常先求每張像片的外方位元素加密點坐標計算（空間前方交會求待定點的地面坐標，對于相鄰像片的公共點應取其均值作為最后結果）基本流程確定像片外方位元素和地面點坐標的近似值基本流程61基本理論公式基本理論公式62誤差方程及法方程誤差方程及法方程63第6章-解析空中三角測量ppt課件64第6章-解析空中三角測量ppt課件65第6章-解析空中三角測量ppt課件66總結：三種平差方法比較航帶法獨立模型法光束法平差單元航帶單元模型單張像片（光束）觀測值各點概略地攝坐標模型坐標像點坐標未知數(shù)各航帶非線性變形改正系數(shù)各模型空間相似變換參數(shù)及加密點坐標各像片外方位元素及加密點坐標平差數(shù)學模型多項式空間相似變換公式共線方程原理近似嚴密最嚴密精度低高最高應用小比例尺低精度加密測圖加密低級大地測量三角網(wǎng)及高精度數(shù)字地籍測量測量地界點比較項目平差方法總結：三種平差方法比較航帶法獨立模型法光束法平差單元航帶單元67第6章-解析空中三角測量ppt課件68五、解析空中三角測量的精度理論精度：把待定點的坐標改正數(shù)視為隨機變量，在最小二乘平差中求出坐標改正數(shù)的方差-協(xié)方差陣五、解析空中三角測量的精度理論精度：把待定點的坐標改正數(shù)視為69誤差分布的規(guī)律1、最弱精度位于區(qū)域四周，平面控制點應布設在四周才能起到控制精度的作用。2、控制點稀疏布點時，理論精度隨區(qū)域的增大而降低；增大旁向重疊度，可以提高理論精度。3、周邊密集布點，其理論精度對航帶法而言小于一條航帶的測點精度，對獨立模型而言，相當于一個單元模型的測點精度，而光束法區(qū)域網(wǎng)的理論精度不隨區(qū)域大小改變，是常數(shù)。4、區(qū)域網(wǎng)平差高程理論精度取決于高程控制點間的跨度與區(qū)域大小無關。第6章-解析空中三角測量ppt課件70實際精度：利用大量的野外實測控制點作為多余檢查點，其值作為真值，將平差計算得到的點位坐標與實測坐標相比，計算點位坐標精度。實際精度：利用大量的野外實測控制點作為多余檢查點，其值作為真71解析空中三角測量的最新發(fā)展解析空中三角測量的最新發(fā)展72傳統(tǒng)的攝影測量目標定位過程

像控測量獲得GCP坐標空三加密解算像片外方位元素Xs,Ys,Zs,,,前方交會解算地面點坐標航空攝影外業(yè)控制空三加密傳統(tǒng)的攝影測量目標定位過程像控測量空三加密解算像片外方位元73第6章-解析空中三角測量ppt課件74利用安裝于飛機上與航攝儀相連接的和設在地面一個或多個基準站上的至少兩臺GPS信號接收機同步而連續(xù)地觀測GPS衛(wèi)星信號、同時獲取航空攝影瞬間航攝儀快門開啟脈沖，經(jīng)過GPS載波相位測量差分定位技術的離線數(shù)據(jù)后處理獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標，然后將其視為附加觀測值引入攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差中，以取代地面控制，經(jīng)采用統(tǒng)一的數(shù)學模型和算法來整體確定目標點位和像片方位元素，并對其質量進行評定的理論、技術和方法。目的是極大地減少甚至完全免除常規(guī)空中三角測量所必需的地面控制點，以節(jié)省野外控制測量工作量、縮短航測成圖周期、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率一、GPS輔助空中三角測量利用安裝于飛機上與航攝儀相連接的和設在地面一個或多個基準站上75單差分方式相對動態(tài)GPS定位示意圖帶GPS的航空攝影單差分方式相對動態(tài)GPS定位示意圖帶GPS的航空攝影76作業(yè)過程現(xiàn)行航空攝影系統(tǒng)改造及偏心測定帶GPS信號接收機的航空攝影解求GPS攝站坐標GPS攝站坐標與攝影測量數(shù)據(jù)聯(lián)合平差，以確定目標點位并評定其質量作業(yè)過程現(xiàn)行航空攝影系統(tǒng)改造及偏心測定77第6章-解析空中三角測量ppt課件78第6章-解析空中三角測量ppt課件79第6章-解析空中三角測量ppt課件80投影中心與GPS天線相位中心之幾何關系A機載GPS天線相位中心航攝儀投影中心SMZYXuvwxy