近景摄影测量实验报告

课间实验报告2015年——2016年第2学期实验课程：近景摄影测量实验班级：学生姓名：学号：指导教师：重庆交通大学测量与空间数据处理实验室目录实验一近景单张像片空间后方交会.......................................3实验二近景立体像对空间前方交会.....................................8实验三直接线性变换求L系数精确解.................................13实验四直接线性变换求空间坐标精确值.............................17实验一近景单张像片空间后方交会一、实验目的通过单张像片空间后方交会算法编程，掌握空间后方交会的基本原理和基本步骤，为近景摄影测量解析处理方法打下理论基础。二、实验内容利用VB编程平台，通过给定的单片像点的像点坐标、内方位元素和控制点物方空间坐标，计算出像片的外方位元素。三、实验步骤：1、编程流程图开始获取已知数据：比例尺，地面点坐标，像点坐标和内方位元素定义旋转矩阵R组成矩阵A和L计算内方位元素改正值判断内方位元素改正值是否收敛输出外方位元素结束是否2、程序代码'定义内方位元素变量Dimx0,yo,fAsDouble'定义外方位元素变量DimXs,Ys,ZsAsDoubleDimQ,w,kAsDouble'定义旋转变量元素Dima1,a2,a3AsDoubleDimb1,b2,b3AsDoubleDimc1,c2,c3AsDouble'定义A矩阵Dima11,a12,a13,a14,a15,a16AsDoubleDima21,a22,a23,a24,a25,a26AsDouble'定义像片共线方程变量DimX8AsDouble,Y8AsDouble,Z8AsDouble'定义像点坐标变量Dimx,y,zAsDouble'定义像片L变量DimL1AsDouble,L2AsDouble'定义外方位角元素三角函数值Dimsk,sw,ck,cwAsDoublePrivateSubCommand1_Click()x0=48.6401Txtx0=x0y0=11.4765Txty0=y0f=4548.5949Txtf=fXs=3391.658TxtXs=XsYs=-135.645TxtYs=YsZs=97.25TxtZs=ZsTxtQ=-0°35′9.00″Txtw=3°33′13.00″Txtk=-5°4′59.00″EndSubPrivateSubCommand3_Click()'计算外方位角元素的三角函数值sw=0.061982457cw=0.998077239sk=-0.088599727ck=0.996067311'输入像点坐标x=599.331y=1894.198z=-4929.805'输入旋转矩阵a1=0.995959:a2=0.089231:a3=0.010205b1=-0.088434:b2=0.994152:b3=-0.061983c1=-0.015676:c2=0.06083:c3=0.998025'计算像片共线方程系数X8=a1*(x-Xs)+b1*(y-Ys)+c1*(z-Zs)Y8=a2*(x-Xs)+b2*(y-Ys)+c2*(z-Zs)Z8=a3*(x-Xs)+b3*(y-Ys)+c3*(z-Zs)'计算矩阵Aa11=(a1*f+a3*(x-x0))/Z8a12=(b1*f+b3*(x-x0))/Z8a13=(c1*f+c3*(x-x0))/Z8a14=(y-y0)*sw-((x-x0)*((x-x0)*ck-(y-y0)*sk)/f+f*ck)*cwa15=-f*sk-(x-x0)*((x-x0)*sk+(y-y0)*ck)/fa16=y-y0a21=(a2*f+a3*(y-y0))/Z8a22=(b2*f+b3*(y-y0))/Z8a23=(c2*f+c3*(y-y0))/Z8a24=-(x-x0)*sw-((y-y0)*((x-x0)*ck-(y-y0)*sk)/f-f*sk)*cwa25=-f*ck-(y-y0)*((x-x0)*sk+(y-y0)*ck)/fa26=-(x-x0)'计算LL1=x-(x0-f*X8/Z8)L2=y-(y0-f*Y8/Z8)Printa11,a12,a13,a14,a15,a16Printa21,a22,a23,a24,a25,a26PrintL1,L2Xs=3391.658-0.768Ys=-135.645-0.016Zs=97.25-0.819Q=-0°35′8.00″w=3°33′9.00″Txtk=-5°4′59.00″MsgBox改正后的Xs为：&Xs&Chr(13)&改正后的Ys为：&Ys&Chr(13)&改正后的Zs为：&Zs&Chr(13)&改正后的φ为：&Q&Chr(13)&改正后的ω为：&w&Chr(13)&改正后的κ为：&Txtk,vbOKOnly,计算结果EndSub四、实验结果1、实验数据物方坐标：第一列是点号；单位：毫米第二列是X坐标，朝南为正向；第三列是Y坐标，朝上为正向；第四列为Z坐标，朝前(西)为正向。43011617.7121883.870-4917.30843021615.5721687.514-4913.75043031614.6401315.066-4916.72443041615.7841001.358-4916.69143051617.197690.040-4917.07043061615.933387.492-4917.23443071618.946145.491-4917.80743081616.753-186.640-4918.53143091617.714-482.264-4918.56143101617.859-680.767-4918.799像点坐标：以毫米为单位点名，x,y4301,1105.312313,3367.9792424302,1111.483438,3203.9980094303,1128.936009,2886.1463744304,1145.729428,2615.3853014305,1163.579521,2343.6035844306,1179.483899,2076.6727384307,1196.664025,1861.9718854308,1216.048311,1565.0460874309,1236.196347,1299.2754134310,1249.998721,1120.52425x0=48.6401mm，y0=11.4765mm，f=4548.5949mm2、实验结果五、心得体会在做此次试验之前，先对上学期所学的该知识点进行了系统的复习，从整体上把握了单相空间后方交会原理及解算过程。也理解了将控制点的地面点坐标视为真值，把相应的像点坐标视为观测值，加入相应的改正数，最后列出每个点的误差方程，然后用矩阵表示，最后构成总误差方程，从而求出外方位元素的改正数。实验二近景立体像对空间前方交会一、实验目的通过立体像对空间前方交会算法编程，掌握空间前方交会的基本原理和基本步骤，为近景摄影测量解析处理方法打下理论基础。二、实验内容利用VB编程平台，通过给定的立体像对像点的像点坐标以及对应的内外方位元素，实现待测控制点的物方空间坐标的求解。三、实验步骤：1、编程流程图开始获取数据将获取数据强制转换为double型计算旋转矩阵中的元素计算u1，v1,w1和u2，v2，w2计算投影系数N1和N2解求地面点坐标将结果导出至指定窗体中结束2、程序代码Dimf#,x1#,y1#,x2#,y2#,i%,j%,u1#,u2#,v1#,v2#,w1#,w2#,fai1#,kab1#,omg1#,fai2#,kab2#,omg2#Dima12#,a13#,b11#,b12#,b13#,c11#,c12#,c13#,a21#,a22#,a23#,b21#,b22#,b23#,c21#,c22#,c23#Dimn1#,n2#,bu#,bv#,bw#Dimxs1#,xs2#,ys1#,ys2#,zs1#,zs2#PrivateSubCommand1_Click()fai1=Val(Text1.Text):kab1=Val(Text3.Text):omg1=Val(Text2.Text)fai2=Val(Text11.Text):kab2=Val(Text10.Text):omg2=Val(Text7.Text)f=Val(Text13.Text)xs1=Val(Text4.Text):xs2=Val(Text9.Text):ys1=Val(Text5.Text):ys2=Val(Text8.Text):zs1=Val(Text6.Text):zs2=Val(Text12.Text)EndSubPrivateSubCommand3_Click()x1=Val(InputBox(输入第一片坐标x的值))y1=Val(InputBox(输入第一片坐标y的值))x2=Val(InputBox(输入第二片坐标x的值))y2=Val(InputBox(输入第二片坐标y的值))EndSubPrivateSubCommand2_Click()Text1.Visible=FalseText2.Visible=FalseText3.Visible=FalseText4.Visible=FalseText5.Visible=FalseText6.Visible=FalseText7.Visible=FalseText8.Visible=FalseText9.Visible=FalseText10.Visible=FalseText11.Visible=FalseText12.Visible=FalseText13.Visible=FalseLabel1.Visible=FalseLabel2.Visible=FalseLabel3.Visible=FalseLabel4.Visible=FalseLabel5.Visible=FalseLabel6.Visible=FalseLabel7.Visible=FalseLabel8.Visible=FalseLabel9.Visible=FalseLabel10.Visible=FalseLabel11.Visible=FalseLabel12.Visible=FalseLabel13.Visible=FalseLabel14.Visible=Falsea11=Cos(fai1)*Cos(kab1)-Sin(fai1)*Sin(omg1)*Sin(kab1)a12=-Cos(fai1)*Sin(kab1)-Sin(fai1)*Sin(omg1)*Cos(kab1)a13=-Sin(fai1)*Cos(omg1)b11=Cos(omg1)*Sin(kab1)b12=Cos(omg1)*Cos(kab1)b13=-Sin(omg1)c11=Sin(fai1)*Cos(kab1)+Cos(fai1)*Sin(omg1)*Sin(kab1)c12=-Sin(fai1)*Sin(kab1)+Cos(fai1)*Sin(omg1)*Cos(kab1)c13=Cos(fai1)*Cos(omg1)a21=Cos(fai2)*Cos(kab2)-Sin(fai2)*Sin(omg2)*Sin(kab2)a22=-Cos(fai2)*Sin(kab2)-Sin(fai2)*Sin(omg2)*Cos(kab2)a23=-Sin(fai2)*Cos(omg2)b21=Cos(omg2)*Sin(kab2)b22=Cos(omg2)*Cos(kab2)b23=-Sin(omg2)c21=Sin(fai2)*Cos(kab2)+Cos(fai2)*Sin(omg2)*Sin(kab2)c22=-Sin(fai2)*Sin(kab2)+Cos(fa