相对定向原理

解析法相对定向《摄影测量学》第三章第六节山东理工大学建筑工程学院测量教研室1.利用立体像对中两张像片的内外方位元素和像点坐标，来确定相应地面点的地面坐标方法，称为空间前方交会。2.空间前方交会主要公式121212ssZssYssXZZBYYBXXBfyxRZYX111111fyxRZYX222222上节课内容回顾222111222111222111ZNZZNZZYNYYNYYXNXXNXXssAssAssA后方交会和前方交会解析法；相对定向与绝对定向结合双像解析法；光束法。双像解析摄影测量方法有三种：本节主要内容一、相对定向元素二、解析相对定向原理三、相对定向元素计算四、模型点坐标计算描述立体像对两张像片相对位置和姿态关系的参数一、相对定向元素以左像空间坐标系为基础，右像片相对于左像片的相对方位元素称～X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy连续法相对定向元素：By，Bz，，，连续法相对定向元素2单独法相对定向元素：1，1，2，2，21X1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B在以左摄影中心为原点、左主核面为XZ平面、摄影基线为X轴的右手空间直角坐标系中，左右像片的相对方位元素称～221单独法相对定向元素因为基线在X轴上的分量只确定了相对数字立体模型的大小。左像6个外方位元素是已知的，右像5个外方位元素是未知的参数。两张像片应有12个方位元素，第12个放在绝对定向中，即模型大小通过绝对定向一确定。相对方位元素为何只有5个？同名光线对对相交于核面内XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S20)(221121aSaSSS二、解析相对定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxByAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)0222111222111ZYXZYXBBBBZBYBXZYXBBBzyxzyxzyx1、连续法解析相对定向原理连续法解析相对定向原理0222111ZYXZYXBBBzyxfyxZYX11111fyxZYX22222RxxzxxyBBBBBBtgcostgBs1s2BzByBx连续法解析相对定向原理01222111ZYXZYXBFx00FFFFFFF偏导数1)(01021122211222111ZXZXBZXZXBZYXZYXBFxxx)(1221YXYXBFx偏导数22221111ZYXZYXBFx21221110XYBXZZYXBBBFxzyx)(0212122111ZZYYBYZZYXBBBFxzyx12221110ZXBXYZYXBBBFxzyx偏导数2-1RRRRRRRRRRRR11)(001000100cos0sin010sin0cossin0cos000cos0sin1RR222222212220001000100XZZYXfyxZYXRRR偏导数2-12222222200cos0cos0sin0sin0YZZYXZYX00cossinsincossin0coscossincoscos022222222XYZYXZYX线性化方程0)()()(01221211212212112FBZXBZZYYBYXBYXYXBZXZXxxxxx等式两边同时除以2121ZXXZ0212102121122121212121211221211221ZXXZFBZXXZZXBZXXZZZYYBZXXZYXBZXXZYXYXBxxxxx系数约简1211221212121112)(ZNBXBBZNBXZZXXZZXXBZBNxxzxzx21212222222222111111ZZYYZYZNYNBZNBYNZNYNZYzy又2221211221ZYZXXZYXYX22221211NZYZXXZYBx2222221212121)()(NZYZZXXZZZYYBx22212112XNZXXZZXBx常数项约简QBYNYNBZXXZZXZXYZXXZZXBBYZXXZZXBBZXXZZYXZYXBBBZXXZFyyzxzxzyx22112121221122121111212122212122211121210连续法相对定向中常数项的几何意义X1Y1Z1X2Y2Z2s1Y1X1Z1N1Y1N2Y2Q为定向点上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o1o2135246000222111ZYXZYXBX1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)fyxZYX111111RfyxZYX222222R2、单独法解析相对定向原理02211ZYZYBF022222211110FFFFFFF单独法解析相对定向原理偏导数3-11111110XZZYX0111111XYZYX2222220XZZYX2222220YZZYX0222222XYZYX偏导数3-221221112000XBYXZZYXBF)(0002121221112ZZYYBYZZYXBF12221112000ZBXXYZYXBF21222111000YBXZYXXZBF21222112000ZBXZYXXYBF线性化方程0)(021222121212221121FBZXBZZYYBYXBZXBYX0)(21022212112112111121ZBZfFXZYYZZYXXZYX等式两边同时乘以21ZBZf并视fZZ21常数项约简qyyZYfZYfZZZYZYfZBZZYZYBfZBZfFtt212211211221212211210单独法相对定向中常数项的几何意义q为相当于像空间辅助坐标系中一对理想像对上同名像点的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＝0X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2Ba1a2(xt2,yt2)(xt1,yt1)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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判断迭代是否收敛三、相对定向元素计算相对定向的观测值是Q，与上下视差有关；每一对同名点，有一个Q，当重叠区域有5对同名点时，5个相对定向元素可唯一解出；实用时用6个同名点(也叫相对定向点、模型点)通过最小二乘平差计算；由于初值是假设的，离真值比较大，所以要用迭代方法进行逼迫。直到两次相差在允许的范围内就停止迭代的平差计算。相对定向数学模型的理解参考书1、张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材李德仁，周月琴等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社1、相对定向原理是：满足同名光线相交条件，建立与实物相似的几何模型。2、相对定向相对定向元素和解的数学模型。QdbZYdbdNXdNZYZdZYXVxxQ222222222222)(ybYNYNZZfFQ2211210其中本节小结3、相对定向参数解算步骤1.立体坐标量测仪上，两侧选定的6个定向点的像点坐标2.确定参数初始值；3.根据初始值，计算右片旋转矩阵R2；4.根据输入的像点平面坐标，计算像空间辅助坐标系；5.根据给定的初始值，并根据像空间辅助坐标，计算个点的投影系数；6计算每个定向点的误差方程常数项及系数项，组成误差方程式。7计算法方程系数矩阵及常数项，并求解法方程，求得未知数的改正数。8求未知数新值，即初始值改正数。9检查未知数的改正数是否大于限差，若大于限差，则重复（4）-（9）步的计算，直到所有改正数都小于限差为止。1、相对定向的原理是什么？连续法相对定向元素是什么？2、相对定向的参数计算的实用步骤是什么？作业