04解析空中三角测量7-12介绍

摄影测量学

Photogrammetry

解析空中三角测量

Analytical

Aerotriangulation

山东农业大学信息学院测绘系厉彦玲

山东农业大学

Tel：8249032 Email: liyanling@https://www.wendangku.net/doc/8e14566723.html,

本章内容

摄影测量学4.1 概述

4.2 影像连接点的类型与设置

4.3 像点坐标量测与系统误差预改正

4.4 航带网法空中三角测量

4.5 独立模型法区域网空中三角测量

4.6 光束法区域网空中三角测量

4.7 系统误差补偿与自检校光束法区域网平差

4.8 摄影测量与非摄影测量观测值的联合平差

4.9 GPS辅助空中三角测量

4.10 自动空中三角测量

4.11 机载POS系统对地定位

4.12 解析摄影测量中粗差检测原理概述

4.7 系统误差补偿与自检校光束法区域网平差

摄影测量学4.7.1 影像坐标系统误差的特性

4.7.2 补偿系统误差的方法

4.7.3 利用附加参数的自检校法

4.7.1 影像坐标系统误差的特性

摄影测量学

1、摄影机的系统误差

2、航摄飞机飞行

3、底片变形

4、大气折光

5、地球曲率

6、观测设备与观测员

许多系统误差是在实验室测定的

只有在同一天用同一软片暗匣和相同的滤光片摄得的像片才有相同的系统误差

4.7.2 补偿系统误差的方法

摄影测量学尽量剔除粗差、减小偶然误差，才能补偿系统误差

试验场检校法

德国Kupfer

验后补偿法

法国Masson

自检校法（利用附加参数的整体平差法）

自抵消法

对同一测区进行相互垂直的两次航摄飞行

组合使用：自检校法+验后补偿法

试验场检校法+自检校法

摄影测量学

采用一个用若干附加参数描述的系统误差模型，在区域网平差的同时解求这些参数，进而达到自动测定和消除系统误差的目的。

3

31

3

3322

2

22113

3221

11P L X

I V P L X

I V P L X

A X

A X A V ?=

?=?++=外方位元素和待定点坐标改正数

控制点坐标改正数

附加参数

摄影测量学

自检校平差是补偿系统误差最有效的办法。

自检校平差是从有噪声（偶然误差）的观测值中提取信号

（系统误差）。

精度取决于观测值的信噪比

信噪比大于0.8，可用

信噪比过小，需要统计显著性检验、可靠性检验、相关

性检验等

用于高精度解析空三，也可用于处理大地测量、重力测

量、卫星大地测量、工程测量控制网中的系统误差。

4.8 摄影测量与非摄影测量观测值的联合平差

摄影测量学4.8.1 联合平差的概念

4.8.2 联合平差的发展过程

4.8.3 联合平差中非摄影测量观测值条件方程的建立

摄影测量学

传统的摄影测量目标定位过程

像控测量获得GCP 坐标

空三加密解算像片

外方位元素X s , Y s , Z s , ?, ω, κ

前方交会解算地面点坐标

航空摄影航空摄影外业控制外业控制空三加密

空三加密

摄影测量学

像片外方位元素观测值

9高差仪记录9摄站坐标9像片姿态9

摄站坐标差

大地测量观测值9距离9角度

9天文经纬度9局部坐标

一组摄影测量点应满足的条件9湖面等高9平面9圆周9共线

像片内方位元素观测值

将原始的大地测量观测值、一般的控制信息和/或相对控制条件与摄影测量观测值一起进行平差，以取代地面控制点。

4.8.2 联合平差的发展过程

摄影测量学

91960，提出辅助数据作为已知值使用

91970，PAT-M43、SPACE-M、SAPGO

91990s，成熟的联合平差程序

9BINGO 、MOR 、GEBAT 、GENTRI

9利用卫星的轨道条件：布朗，美国LOSA/LOBAT、带轨道条件的联合平差系统PLODS，1977建立月球控制网

9GPS/INS: 测定外方位元素，分米、厘米级

摄影测量学

4.8.3 联合平差中非摄影测量观测值条件方程的建立

摄影测量观测值

按光束法的共线方程建立误差方程

P

l Bx At V ,?+=像片未知数

坐标未知数

摄影测量学

非摄影测量观测值

在一个统一的三维笛卡尔坐标系中找出观测值与待求未知

数之间的关系

平面条件

已知的竖直平面

已知的水平平面

已知的任意平面

直线条件

已知的铅垂线

已知的水平线

已知的空间任意直线

几何图形条件

……

摄影测量学

非摄影测量观测值

例如：空间距离观测值误差方程的建立误差方程D

ij

ij j ij i ij j ij i ij j ij i ij ij p D D Z e Z e Y d Y d X c X c v )

(0???+?+?=??????空间距离

2

22)()()(j i j i j i ij Z Z Y Y X X D ?+?+?=误差方程矩阵形式D

D D D P l x B V ,?=i (X i ,Y i ,Z i )

j (X j ,Y j ,Z j )

00

ij

j i ij D Y Y d ?=

000

ij

j i ij D X

X c ?=

000ij

j

i ij D Z Z e ?=

摄影测量学

联合平差中法方程的构建和求解

误差方程矩阵形式

D

D D D D

D D D P l x B V P

l Bx At V ,,?=?+=??

????+??????+=???????D D D D D D l P B Pl B Pl A B P B PB B PA B PB A PA

A x t T T T

1

T T T T

T

法方程解的矩阵形式

4.9 GPS辅助空中三角测量

摄影测量学4.9.1 GPS简介

4.9.2 GPS辅助空中三角测量的兴起与发展

4.9.3 GPS辅助空中三角测量的基本原理

4.9.4 试验举例

4.9.5 对方法的评价与展望

摄影测量学 GPS的英文全称是

Navigation Satellite Timing And Ranging/ Global Positioning System

简称GPS，有时也被称作NAVSTAR GPS。

其意为“导航星测时与测距全球定位系统”，或简称全球

定位系统。

摄影测量学

建立国家

美国

目的

在全球范围内，提供实时、连续、全天候的导航定位及授

时服务

开始筹建时间

1973年

完全建成时间

1995年

摄影测量学 系统构成

空间部分、地面控制部分、用户部分

服务方式

通过由多颗卫星所组成的卫星星座提供导航定位服务

定位原理

距离交会

测距原理

被动式电磁波测距

特点

全球覆盖、全天候、不间断、精度高

摄影测量学近、现代的常规定位方法

9采用的仪器设备

#尺：铟钢尺

#光学仪器：经纬仪，水准仪

#电磁波或激光仪器：测距仪

#综合多种技术的仪器：全站仪

9观测值

#角度或方向观测

#距离观测

#天文观测方法

第六章-空三加密

第六章空三加密 空三加密即解析空中三角测量，指的是用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素。空三加密的传统做法是利用少量控制点的像方和物方坐标，解求出未知点的坐标，使得每个模型中的已知点都增加四个以上，然后利用这些已知点解求所有影像的外方位元素。这中间包含一个已知点由少到多的过程，所以形象地称之为空三加密。 概括地讲，空三加密的目的可以分为两个方面：第一是用于地形测图的摄影测量加密；第二是高精度摄影测量加密，用于各种不同的目的（张剑清，2003）。 本章以MapMatrix系统空三加密相关模块AATMatrix的操作流程为例介绍空三加密的主要流程，包括单像空间后方交会、GPS辅助空三、GPS/IMU联合平差、光束法区域网平差等内容。作为补充和比较，又增加介绍了LPS空三的过程。 6.1 实习内容和要求 本章的实习内容主要是空中三角测量，要求同学们能够掌握控制三角测量和光束法平差的原理方法，熟悉用AATMatrix和LPS两个软件进行空三加密的流程。 6.2 AATMatrix空三加密 6.2.1 原理和操作流程概述 利用测区中影像连接点（加密点）的像点坐标和少量的已知像点坐标及其大地坐标的地面控制点，通过平差计算，求解连接点的大地坐标与影像的外方位元素，称为区域网空中三角测量。区域网空中三角测量提供的平差结果是后续的一系列摄影测量处理与应用的基础。区域网空中三角测量按平差单元可分为航带法、独立模型法和光束法，其中光束法理论最严密、解算精度最高。成为空三的主流方法。 光束法区域网平差的基本思想是，以每张像片为单元，区域内每张像片的控制点、加密点都列立共线条件方程式，建立全区域统一的误差方程，统一平差解算，整体解求区域内每张像片的6个外方位元素及所有加密点的地面坐标。 AATMatrix单个测区工作流程图如图6-1所示：

解析空中三角测量程序代码

using System; using System.Collections.Generic; using https://www.wendangku.net/doc/8e14566723.html,ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO; using System.Data.OleDb; namespace 解析空中三角测量 { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } #region/////////////////////////////////////////////////////////////定义静态变量 ///////////////////////////////////////////////////////////////

const int N = 150; int[] C = new int[3] { 15, 8, 11 };//各像对像点个数int[][] LDot = new int[3][];//像点点号 int[] Control_Points = new int[4];//控制点点号 int[] CheckPoint = new int[5];//检查点点号. double f = 153.033 / 1000.0;//主距 double m;//比例尺 //像对像点坐标 double[][] x1 = new double[3][]; double[][] y1 = new double[3][]; double[][] x2 = new double[3][]; double[][] y2 = new double[3][]; //像点的像空间辅助坐标 double[][] X1 = new double[3][]; double[][] Y1 = new double[3][]; double[][] Z1 = new double[3][]; double[][] X2 = new double[3][]; double[][] Y2 = new double[3][]; double[][] Z2 = new double[3][]; //相对定向元素 double[] φ1 = new do uble[3]; double[] ω1 = new double[3]; double[] κ1 = new double[3]; double[] φ2 = new double[3]; double[] ω2 = new double[3]; double[] κ2 = new double[3]; double[] u = new double[3]; double[] v = new double[3]; //摄影基线分量 double[] bx = new double[3]; double[] by = new double[3]; double[] bz = new double[3]; //左、右像片投影系数N1,N2 double[][] N1 = new double[3][]; double[][] N2 = new double[3][]; //上下视差Q double[][] Q = new double[3][]; //模型点像空间辅助坐标 double[][] Xm = new double[3][]; double[][] Ym = new double[3][]; double[][] Zm = new double[3][]; //三个直线元素 double[] Xs = new double[4]; double[] Ys = new double[4];

04解析空中三角测量7-12介绍

摄影测量学 Photogrammetry 解析空中三角测量 Analytical Aerotriangulation 山东农业大学信息学院测绘系厉彦玲 山东农业大学 Tel：8249032 Email: liyanling@https://www.wendangku.net/doc/8e14566723.html,

本章内容 摄影测量学4.1 概述 4.2 影像连接点的类型与设置 4.3 像点坐标量测与系统误差预改正 4.4 航带网法空中三角测量 4.5 独立模型法区域网空中三角测量 4.6 光束法区域网空中三角测量 4.7 系统误差补偿与自检校光束法区域网平差 4.8 摄影测量与非摄影测量观测值的联合平差 4.9 GPS辅助空中三角测量 4.10 自动空中三角测量 4.11 机载POS系统对地定位 4.12 解析摄影测量中粗差检测原理概述

4.7 系统误差补偿与自检校光束法区域网平差 摄影测量学4.7.1 影像坐标系统误差的特性 4.7.2 补偿系统误差的方法 4.7.3 利用附加参数的自检校法

4.7.1 影像坐标系统误差的特性 摄影测量学 1、摄影机的系统误差 2、航摄飞机飞行 3、底片变形 4、大气折光 5、地球曲率 6、观测设备与观测员 许多系统误差是在实验室测定的 只有在同一天用同一软片暗匣和相同的滤光片摄得的像片才有相同的系统误差

4.7.2 补偿系统误差的方法 摄影测量学尽量剔除粗差、减小偶然误差，才能补偿系统误差 试验场检校法 德国Kupfer 验后补偿法 法国Masson 自检校法（利用附加参数的整体平差法） 自抵消法 对同一测区进行相互垂直的两次航摄飞行 组合使用：自检校法+验后补偿法 试验场检校法+自检校法

△ 解析空中三角测量

解析空中三角测量 Arshad Edited&Sheared 前言 此为开源Word版的摄影测量解析空中三角测量的学习笔记，希望亲爱的同学们，能再接再厉把这份文件做的更好，以方便更多的同学学习，从而为推动摄影测量学的发展贡献力所能及的力量。请将编辑后的文件及时发到百度文库共享。也欢迎把编辑后的版本我: hurricanblue@https://www.wendangku.net/doc/8e14566723.html,。 一.综述 1.前言 解析空中三角测量就是以像片上量测的像点坐标为依据，采用较严密的数学模型，按最小二乘法原理，用少量地面控制点为平差条件，用计算机解算测图所需地面控制点的空间坐标。要将空中摄站及影像放到整个的加密网中，起到点的传递和构网作用，故被称为空中三角测量。 应用 ?提供定向控制点； ?部分取代大地测量野外控制点； ?用于地籍测量，建立坐标地籍； ?获得大量点地面坐标； ?解析法地面摄影测量。 目的 ?地形测图的摄影测量加密； ?高精度摄影测量加密。 根据平差计算采用的数学模型： 航带法、独立模型法、光束法。 根据平差计算的范围： 单模型、单航带和区域网解析法。 摄影测量信息： 主要指在影像上量测的控制点、连接点的影像坐标。 非摄影测量信息： 主要指将空中三角测量网纳入到规定物方坐标系统所必须的基准信息。 2.像点坐标量测与系统误差改正 会引起像幅的增大或缩小，甚至切错变换，可根据像片上的框标位置来改正像点坐标。

二.航带法空中三角测量 航带法空中三角测量研究的对象是一条航带的模型，即首先要把许多立体像对所构成的单个模型连接成航带模型，然后，把一个航带模型视为一个单元模型进行解析处理。通过消除航带模型中的累积的系统误差，将航带模型整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的坐标。 由于在单个模型连成航带模型的过程中，各单个模型中的偶然误差和残余的系统误差将传递到下一个模型中去，这些误差传递累计的结果会使航带模型产生扭曲变形，所以航带模型绝对定向后，还需做模型的非线性改正。 1.主要步骤及过程 （1）像点坐标系统误差预改正。 （2）立体像对相对定向 连续法相对定向建立单个模型，建立起的航带内各单个模型的像空间辅助坐标系，其特点是各模型的像空间

解析空中三角测量实验报告

实验二、解析空中三角测量 一、实验目的： 了解VirtuoZo运行环境及软件模块的操作特点，了解软件使用大致流程，从而能对数字摄影测量有个整体概念。完成航测影像的内定向，相对定向，绝对定向等工作。 二、实验工具： VirtuoZo软件 三、实验原理： 内定向:建立影像扫描坐标与像点坐标的转换关系，求取转换参数； 相对定向：通过量取模型的同名像点，解算两相邻影像的相对位置关系； 绝对定向：通过量取地面控制点对应的像点坐标，解算模型的外方位元素，将模型纳入到大地坐标系中。 四、实验步骤: 1.安装Virtuozo软件，安装好软件后再在“网上邻居”中的“本地连接”中将网 络地址改为：。 2.建立测区：输入测区的相应参数（给出测区路径及测区名称、控制点文件路径 及文件名、加密点文件路径及文件名、相机参数文件路径及文件名等）

3.输入影像文件，将像素大小改为-1 4.新建模型：新建一个模型，并将左右影像导入（164为左影像，165为右影像） 5.内定向：选择“处理－－模型定向－－内定向。对各个框标进行调整，使他们 的位置与模型的框标准确的重合.

6.自动相对定向：在此步中，需要加入适当数量的控制点（即在实验一中选出的 控制点，至少选择4个）。然后点击鼠标右键进行自动相对定向。根据右边的定 向结果，删除不符合要求的点，然后再进行相对定向。 7.绝对定向：以普通方式进行绝对定向。缩短步距改正DX,DY,DZ使得每个控制点 的DX=DY=DZ=0。 五、实验结果: 六、实验心得： 通过本次实验让我对VirtuoZo这个软件有了一个大致的了解，了解了它运行环境和模块特点。对内定向，相对定向，绝对定向也有了更清晰的认识，实验中印象很深刻的是软件的高度自动化和简单操作性。在内定向，相对定向，绝对定向这几个在