第三章-立体像对解析-(1)

第三章立体像对解析单张像片：不能确定地面点三维空间坐标立体像对：构成立体模型解算空间三维坐标用数学方法，重建地面立体模型，获得地面点的空间坐标，称为双像解析摄影测量。第三章立体像对解析第一节、立体视觉原理单眼观察景物，不能正确判断景物的远近；只有双眼观察景物，才能判断景物的远近，得到景物的立体效应，这种现像称为人眼得立体视觉。一、人眼的立体视觉baab生理视差＝第一节、立体视觉原理摄影测量中，利用相邻像片组成像对，左眼看左片，右眼看右片，可获得地面的立体模型，进行量测。二、人造立体视觉PP’aba’b’AB左眼右眼第一节、立体视觉原理三、观察人造立体的条件立体像对分像条件两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行像片间距离应与双眼的交会角相适应第一节、立体视觉原理四、立体效应P1S1S2b1a1b2a2BAP2正立体BP2P1S1S2b2a2b1a1A反立体S1a1P1P2S2b1b2a2BA零立体立体模型与实物相同立体模型与实物相反(正立体效应基础上左右像片旋转180°)起伏的视模型变平(正立体效应基础上左右像片旋转90°)第二节、立体观察与量测一、立体观察的方法立体镜观察重叠影式的立体观察互补色法光闸法偏振光法双目镜观测光路的立体观察－立体坐标量测仪第二节、立体观察与量测二、立体量测原理aA’A”a’AS1S2左右像片同名像点的坐标量测值为(xa1,ya1)，(xa2,ya2)上下视差＝xa1–xa2左右视差=ya1–ya2第三节、立体像对的前方交会一、定义由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法。第三节、立体像对的前方交会二、基本方法1、严密解法已知值x0,y0,f,m,Xs,Ys,Zs,,,观测值x,y未知数X,Y,Z泰勒级数展开yyZZyYYyXXyvxxZZxYYxXXxvyx00第三节、立体像对的前方交会二、基本方法2、点投影系数法第三节、立体像对的前方交会摄影基线BBX=Xs2–Xs1BY=Ys2–Ys1BZ=Zs2–Zs1s1s2第三节、立体像对的前方交会1111111111NZZZYYYXXXaSASsAsAsA2222222222NZZZYYYXXXaSASsAsAsAZ1X1s1Y1左投影光线右投影光线第三节、立体像对的前方交会222111222111222111ZNZZNZZYNYYNYYXNXXNXXssAssAssA221112221112221112ZNZNZZBYNYNYYBXNXNXXBssZssYssX12211121221221ZXZXXBZBNZXZXXBZBNZXZX)]()[(21222111YNYYNYYssA第三节、立体像对的前方交会获取已知数据x0,y0,f,XS1,YS1,ZS1,1,1,1,XS2,YS2,ZS2,2,2,2量测像点坐标x1,y1,x2,y2由外方位线元素计算基线分量BX,BY,BZ由外方位角元素计算像空间辅助坐标X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2计算点投影系数N1,N2计算地面坐标XA,YA,ZA计算过程：第四节、双像解析的三种方法像片空间后交、前交解求地面目标空间坐标利用立体像对内在几何关系：相对定向→模型点坐标→绝对定向→地面点坐标光束法求解地面目标的空间坐标－待定点、已知控制点列误差方程，整体平差，理论上最严密第四节、立体像对的后交－前交法一、空间后方交会1.野外像片控制测量(四个地面控制点)2.立体坐标量测仪量测像点坐标3.空间后交计算每张像片的外方位元素4.空间前交计算待定点地面坐标二、空间前方交会1、构造旋转矩阵2、确定基线分量3、计算像点的像空间辅助坐标4、计算点投影系数5、计算待定点的地面摄测坐标第五节、解析法相对定向不涉及地面控制点，只需利用立体像对的内在几何关系不考虑像片的绝对位置及姿态，只恢复立体像对两张像片的相对位置和姿态关系相对立体模型的比例尺、方位任意描述立体像对两张像片相对位置和姿态关系的参数－相对定向元素第五节、解析法相对定向一、相对定向元素描述立体像对两张像片相对位置和姿态关系的参数第五节、解析法相对定向连续法相对定向元素-以左像空间坐标系为基础X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy连续法相对定向元素：By，Bz，，，第五节、解析法相对定向单独法相对定向元素-以基线坐标系为基础单独法相对定向元素：1，1，2，2，2X1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B11222第五节、解析法相对定向二、解析相对定向原理同名光线对对相交于核面内0)(221121aSaSSSXYZA(X,Y,Z)x1y1z1S1a1(x1,y1)a2(x2,y2)第五节、解析法相对定向1.连续法相对定向X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxByAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)0222111ZYXZYXBBBzyx第五节、解析法相对定向0222111ZYXZYXBBBzyxfyxZYX11111fyxZYX22222RxxzxxyBBBBBBtgcostgBs1BzByBxs2第五节、解析法相对定向01222111ZYXZYXBFx00FFFFFFF第五节、解析法相对定向)(01021122211222111ZXZXBZXZXBZYXZYXBFxxx)(1221YXYXBFx偏导数1第五节、解析法相对定向偏导数22221111ZYXZYXBFx21221110XYBXZZYXBBBFxzyx)(0212122111ZZYYBYZZYXBBBFxzyx12221110ZXBXYZYXBBBFxzyx第五节、解析法相对定向偏导数2-1RRRRRRRRRRRR11)(001000100cos0sin010sin0cossin0cos000cos0sin1RR222222212220001000100XZZYXfyxZYXRRR第五节、解析法相对定向偏导数2-12222222200cos0cos0sin0sin0YZZYXZYX00cossinsincossin0coscossincoscos022222222XYZYXZYX第五节、解析法相对定向误差方程及法方程的建立QNXNZYZNZYXBZYBvxxQ2222222222222)(量测5个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素)()(T1TPlAPAAxPlAxV,5T0nPVV1T)(PAAQxxiixximQ0o1o2135246第五节、解析法相对定向连续法相对定向中常数项的几何意义X2Y2Z2X1Y1Z1s1Y1X1Z1N1Y1N2Y2Q为定向点的模型上下视差当一个立体像对完成相对定向，Q＝0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交，Q＝0第五节、解析法相对定向2.单独法相对定向000222111ZYXZYXBX1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)fyxZYX111111RfyxZYX222222R第五节、解析法相对定向02211ZYZYBF022222211110FFFFFFF第五节、解析法相对定向误差方程及法方程的建立量测5个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素)()(T1TPlAPAAxPlAxV,5T0nPVV1T)(PAAQxxiixximQ0qXZYYZZYXXZYXvq22212112112111121)(o1o2135246第五节、解析法相对定向相对定向元素计算获取已知数据x0,y0,f确定相对定向元素的初值＝＝＝＝＝0由相对定向元素计算像空间辅助坐标X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2计算误差方程式的系数和常数项解法方程，求相对定向元素改正数计算相对定向元素的新值判断迭代是否收敛第五节、模型点坐标计算X1Y1Z1X2Y2Z2s1PZpYpXp第五节、解析法相对定向fyxZYXfyxZYX222222111111,RR12211121221221ZXZXXBZBNZXZXXBZBNZXZX1111ZYXS11221111)(21ZNZBYNYNYXNXy11221111)(21ZmNmfZBYNYNmYXmNXAyAA第六节、解析法绝对定向一、绝对定向元素描述立体像对在摄影瞬间的绝对位置和姿态的参数。通过将相对定向模型进行缩放、平移和旋转，使其达到绝对位置第六节、解析法绝对定向MZtpYtpXtpX0Y0Z0绝对定向元素：，X0，Y0，Z0，，，第六节、解析法绝对定向二、三维相似变换公式ppptptptpZYXZYXZYXR000X0Y0Z0YtpMZtpXtp绝对定向元素：，X0，Y0，Z0，，，第六节、解析法绝对定向三、绝对定向误差方程ppptptptpZYXZYXZYXFR0000000000ZZFYYFXXFFFFFFF第六节、解析法绝对定向ZYXpppppppppZYXlllZYXYXZXZYYZXvvv000010000100001ppptptptpZYXZYXZYXZYXlllFF000000000Rl第六节、解析法绝对定向四、法方程解算量测2个平高和1个高程以上的控制点可以按最小二乘平差法求绝对定向元素)()(T1TPlAPAAxPlAxV,73T0nPVV1T)(PAAQxxiixximQ0