第12讲-绝对定向.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4,4,立体模型的绝对定向,(,Absolute Orientation of The Model,),相对定向完成后，立体像对的两张像片间的相对方位已经确定，但模型点（相应光线的交点）在模型坐标系中的坐标还是未知的，必须用,空间前方交会公式,逐点计算，从而构成与地面相似的立体模型。,但该模型的比例尺是自由的，且在地面坐标系中的方位也是未知的。,一、,绝对定向方程空间相似变换,二、空间相似变换公式线性化,44,立体模型绝对定向,内 容 安 排,四、绝对定向的计算过程,三、,绝对定向元素的最小二乘解和,重心化坐标的运用,一、,绝对定向方程空间相似变换,定义：,解,算,绝对方位元素的工作叫做绝对定向。,确定立体模型在地面坐标系中的大小和方位的工作。,命题：,利用已知地面控制点确定立体模型在地面坐标系中的大小和方位。,已知：,三个以上地面控制点的坐标及其相应的模型坐标。,待求：,七个绝对方位元素。,实质：,模型点的摄测坐标向地面坐标的数学变换。,思路：,找出已知条件（控制点坐标）与未知参数（绝对方位元素）间的数学关系。,如果不考虑模型本身的变形（刚体），那么模型的绝对定向就是一个空间相似变换问题，即包含三个内容：,模型坐标系相对于地面坐标系的,旋转,模型坐标系对地面坐标的,平移,确定模型,缩放,的比例因子,空间相似变换公式,一、,绝对定向方程空间相似变换,一、,绝对定向方程空间相似变换,一、,绝对定向方程空间相似变换,一、,绝对定向方程空间相似变换,空间相似变换公式,绝对定向方程,绝对定向方程,一、,绝对定向方程空间相似变换,对空间相似变换公式的三点说明,空间相似变换公式通常应用于以下几种情况：,已知摄测坐标，求地面坐标；,已知地面坐标，反求变换参数绝对定向；,独立模型法区域网平差的数学模型；,用于绝对定向时，一个控制点可列出三个方程，所以必须有二个平高点和一个高程点（二个平面点可确定平移和缩放，三个高程点可确定模型的旋转）。,为待求变换参数的非线性函数，必须对其进行线性化。,一、,绝对定向方程空间相似变换,设初值为：,0,，,0,，,0,，,0,X,0,0,Y,0,0,Z,0,0,相应的改正数为：,d,=,-,0,d,=,-,0,d,=,-,0,d,=,-,0,d,X,0,=,X,0,-,X,0,0,d,Y,0,=,Y,0,-,Y,0,0,d,Z,0,=,Z,0,-,Z,0,0,按泰勒级数展开：,二、,空间相似变换公式,线性化,二、,空间相似变换公式,线性化,空间相似变换公式,这里,给初值,改正数为,另外一种推导方法：,二、,空间相似变换公式,线性化,空间相似变换线性近似公式,令,二、,空间相似变换公式,线性化,绝对定向元素的最小二乘解,误差方程式,法方程式,三、,绝对定向的解算与坐标重心化,g(G),Z,T,Y,T,X,T,O,S,1,三、,绝对定向的解算与坐标重心化,1、几何重心坐标,将摄测坐标系的原点和地辅坐标系的原点都移到用于绝对定向的,n,个控制点的几何重心上去。,重心的模型坐标：,重心的地辅坐标：,三、,绝对定向的解算与坐标重心化,坐标重心化,重心化模型坐标：,重心化地辅坐标：,重心化坐标的优点：,三、,绝对定向参数的解算与坐标重心化,法方程式,简化的法方程,三、,绝对定向参数的解算与坐标重心化,简化的法方程,三、,绝对定向参数的解算与坐标重心化,坐标重心化的目的：,减少模型点坐标在计算过程中的有效位数，以保证计算的精度。,可使法方程式的系数简化，减少答解未知数的个数，提高了计算速度。,四、绝对定向的计算过程,1、读入原始数据,（,X,T,，,Y,T,，,Z,T,，,X,，,Y,，,Z,）,3,、确定绝对方位元素初值,（,X,0,0,=Y,0,0,=Z,0,0,=0,；,0,=,0,=,0,=0,；,0,=1,）,3、组误差方程式,（利用,已知值和近似值，组,M,，计算,X,，,Y,，,Z,，,计算,=,0,（,1+d,）,4、法化，答解法方程,解算绝对方位元素改正数,（,d,，,d,，,d,）,和改正值,改正数是否小于给定限差,否,是,2、计算衙心坐标和坐标重心化,计算所有点的地面坐标,45,双像后方交会光束法,1、基本原理,共线条件方程只不过将待求点的坐标也列入。,2、参加平差的点,平高控制点：,d,X,=,d,Y,=,d,Z,=0,即可在重叠范围内，也可在单像上。,平面控制点（,d,X,=,d,Y,=0）,或高程控制点（,d,Z,=0）,必须在重叠范围内。,待求点,必须在重叠范围内。,45,双像后方交会光束法,3、同时答解像片外方位元素与未知点的地面坐标,依据参加平差的点逐点列误差方程式,法化答解各改正参数，并计算改正后的各参数,返回12迭代直至各改正参数小于限差为止。,45,双像后方交会光束法,二、单像空间后方交会,三、相对定向理论,五、绝对定向理论,四、,空间前方交会,一、,共线,条件方程,第三、四章总结,主要内容,Very Important,命题：已知像点坐标，求相应地面点坐标。,一、后方交会前方交会法,条件：,每张像片上至少有三个,GCP,。,1、,单片后方交会分别求出左右像片的外方位元素；,2、空间前方交会求出待定点地面坐标。,缺点：,没有充分利用多余条件（重叠）进行平差。,第三、四章总结,双像摄影测量定位的基本方法,二、相对定向绝对定向法,条件：,重叠范围内至少有二个平高控制点，一个高程控制点。,1、相对定向求出五个相对方位元素；,2、空间前方交会求出模型点坐标；,3、绝对定向求出七个绝对方位元素；,4、通过空间相似变换将模型坐标转换为地面坐标。,缺点：,公式多，不能严格表达外方位元素。,第三、四章总结,双像摄影测量定位的基本方法,三、光束法一步定向法,理论严密、精度高，待定点坐标完全按平差原理得到。,第三、四章总结,双像摄影测量定位的基本方法,课堂作业,写出,双像摄影测量定位三种方法的详细,计算过程及所采用的公式并说明其优缺点。,