Photo17--相对定向案例.ppt

4.3立体像对相对定向 双像解析摄影测量方法有三种： 后方交会和前方交会解析法； 相对定向与绝对定向结合解析法； 光束法。 上节讲第一种，这节内容是相对定向和绝对定向相结合的双像解析方法。 相对定向方法 一、定向的原理 如两张像片之间相对位置和姿态关系不变，将两张相片整体移动时，同名射线对相交的特性也不发生变化。反过来，若完成了相对定向，恢复两张相片的相对定向元素，就能实现同名射线对相交，建立相对立体模型，因此，同名射线对相交是相对定向的理论基础。 二、相对定向元素和解的数学模型 相对定向元素是描述立体相对中两张相片的相对位置和姿态关系的元素，因此，可以把两张相片各自相对于选定的同一个像空间辅助坐标系来讨论相对定向元素。为便于讨论，仿照外方位元素的定义，引入“相对方位元素”的概念：将第二张相片在选定的像空间辅助坐标系中的位置和姿态定义为像片的相对方位元素。 　　坐标系的选择通常有两种形式：连续像对相对定向坐标系和单独像对相对定向坐标系，相应的相对定向元素分为连续像对相对定向元素和单独像对相对定向元素。 相对定向元素和解的数学模型 如图所示，由矢量代数可知，三矢量共面的条件为三矢量的混合积为零，即： 三矢量在像空间辅助坐标系中的坐标分量为 ，用坐标分量表示三矢量混合积为零的条件是，各矢量的分量所组成的一个三阶行列式的值等于零，即 （3-1-1） 这就是相对定向的共面方程。 如图：三矢量对应相交 相对定向元素和解的数学模型 连续像对相对定向元素 连续像对相对定向是一左方像片为基准，求出右方像片相对于左方像片的相对方位元素。选定像空间辅助坐标系 ,使得左像片在 中的相对方位元素均为已知值。 相对定向是恢复同名光线对对相交，建立立体模型。连续法相对定向采用立体像对中的左片在定向过程中固定不变，即以左片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系，而右相片相对于该坐标系作五个定向元素的变化，其相对定向元素为 。为了计算统一单位，常把 两个线元素化为角度表示。 一个像对的相对定向方位元素为何只有5个？ 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。 如下图所示，由图中可知： （3-1-2） 上式为取一次小项的近似值，是用基线b的偏角和倾角表示基线分量的近似值。将上式代入（3-1-1）式中，并令其函数为F，即得： 按多元函数泰勒级数展开成一次项线性式，展开并进一步解算可得： 这就是连续相对定向的解析计算公式。  单独像对相对定向元素(独立模型解析法) 单独像对相对定向是以摄影基线作为像空间辅助坐标系的X轴，以左摄影中心S1为原点，左像片主光轴与摄影基线B组成的主核面（左主核面）为XZ平面，构成右手直角坐标系 。 单独像对相对定向时的像空间辅助坐标系是取基线B的方向作为X轴，Z轴保持在像对中左片的主核面内，即保持左片的角元素等于零，此时 均为零。则相对定向元素分别为。此时共面条件方程的形式为： 相对定向元素和解的数学模型 将上式按多元函数泰勒级数展开，得线性化公式： 各项乘以 上式就是单独法相对定向元素与上下视差的解析关系式。在连续相对定向中Q为： 用公式（3-1-3）求解的过程中，如有多余观测，则需按最小二乘法原理平差，把Q视为观测值，将公式（3-1-3）写为误差方程的形势，则变为： 3-1-5） (3-16) （3-1-