摄影测量坐标系

1、3 34 4 摄影测量常用的坐标系统摄影测量常用的坐标系统摄摄影影测测量量坐坐标标系系像方坐标系像方坐标系物方空间坐标系物方空间坐标系像框标坐标系像框标坐标系像空间坐标系像空间坐标系像空间辅助坐标系像空间辅助坐标系地面测量坐标系地面测量坐标系地面摄影测量坐标系地面摄影测量坐标系像平面坐标系像平面坐标系3 一、像平面上的坐标系一、像平面上的坐标系 原点：框标连线交点P 1 1、框标坐标系、框标坐标系( (p- p- ) ) 轴：航向框标连线方向 轴：旁像框标连线方向 ppyx3-4 摄影测量常用的坐标系统pxpy返回目录返回目录第三章 摄影测量基础知识像像平平面面直直角角坐坐标标系系pxyoxy

2、aa(x,y)5 2 2、像平面坐标系、像平面坐标系 （O-xyO-xy） 原点：像主点o x、y轴：分别平行于p-xy的坐标轴 a(x,y)a(x,y) 第三章 摄影测量基础知识3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录6二二 、像空间坐标系、像空间坐标系（ S-xyz ） 原点：投影中心S x、y轴：分别平行于o-xy的坐标轴 z轴：主光轴方向（os方向为正） 第三章 摄影测量基础知识3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录像像空空间间直直角角坐坐标标系系sxyxyzoaa(x,y,-f) a a（x,y,-fx,y,-f）8三、像空间辅助坐标系三、像空间辅助坐标系（ S-S-X

3、YZXYZ ） 原点：投影中心原点：投影中心S S X X、Y Y、Z Z轴：分别平行于地面摄影坐标系的坐标轴轴：分别平行于地面摄影坐标系的坐标轴 a a（Xa,Ya,ZaXa,Ya,Za） S-XYZ S-XYZ也可根据需要设置（过渡性坐标系统）也可根据需要设置（过渡性坐标系统） 第三章 摄影测量基础知识3-3-4 4 摄影测量常用的坐标系统摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录像像空空间间辅辅助助坐坐标标系系sxyoYXZaa(X,Y,Z)1011四、地面摄影测量坐标系（四、地面摄影测量坐标系（D-X,Y,ZD-X,Y,Z） 原点：测区地面某点D X 轴：大致平行航线方向 Z 轴：铅垂向上

4、 A(X,Y,Z)A(X,Y,Z) 第三章 摄影量基础知测识3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录地地面面摄摄影影测测量量坐坐标标系系sxyAao原点为地面某一控制原点为地面某一控制点，点，Z轴与地面测量坐轴与地面测量坐标系的标系的Zt轴平行，轴平行， X轴与航线一致轴与航线一致DZXY13 五、地面测量坐标系（五、地面测量坐标系（T TXtYtZtXtYtZt） （大地坐标系，国家高程基准） 左手系 A A（XtXt，YtYt，ZtZt） 第三章 摄影测量基础知识3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录地地面面测测量量坐坐标标系系sxyoA(Xt,Yt,Zt)TYtXtZtA地

5、面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标为高斯-克吕格3度带或6度带投影（1980西安坐标系），高程为1985黄海高程系a15摄影测量坐标系统返回目录返回目录确定摄影时摄影中心、确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间相像片与地面三者之间相关位置关系的参数关位置关系的参数确定摄影中心与像片之间相互位置关系的参数确定摄影中心与像片之间相互位置关系的参数内方位元素（x0,y0,f）可恢复摄影光束xyp一一像像片片内内方方位位元元素素fx0y0SosoDXYZ确定摄影瞬间像片在地面坐标系中空间位置和姿态的参数确定摄影瞬间像片在地面坐标系中空间位置和姿态的参数二二像像片片外外方方位位元元素素ZsXsYs1

6、1、外方位线元素：描述描述摄影中心在地面空间直角摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置坐标系中的位置(Xs、Ys、Zs)2 2、外方位角元素：描述像片在描述像片在摄影瞬间的空间摄影瞬间的空间姿态姿态DXYZ像像片片外外方方位位角角元元素素以Y 轴为主轴的- 转角系统XYZN航向倾角航向倾角 旁向倾角旁向倾角 像片旋角像片旋角 osxyzOXDXYZ像像片片外外方方位位角角元元素素以X 轴为主轴的- 转角系统XYZN旁向倾角旁向倾角 航向倾角航向倾角 osxyzOY像片旋角像片旋角 DXYZ像像片片外外方方位位角角元元素素以Z 轴为主轴的A-v转角系统XYZN像片倾角像片倾角方位角方位角A像片旋角

7、像片旋角vosxyz一一像像点点的的平平面面坐坐标标变变换换xyoxyacossinsincosyxyyxxyxyxcossinsincos23fyxfyxcccbbbaaaZYXR32132132124ZYXZYXcbacbacbazyxT333222111R正交变换矩阵的特点正交变换矩阵的特点100010001333222111321321321TcbacbacbacccbbbaaaRR100010001321321321333222111TcccbbbaaacbacbacbaRR由高等数学知道，一个坐标系按三个角元素顺次地绕坐标轴旋转即可变换由高等数学知道，一个坐标系按三个角元素顺次地绕

8、坐标轴旋转即可变换为一个同原点的为一个同原点的坐标系，这种变换为坐标系，这种变换为正交变换正交变换正交变换矩阵的特点正交变换矩阵的特点旋转矩阵只有旋转矩阵只有3 3个独立参数个独立参数27ZYXZYXZYXRcos0sin010sin0coscossinsincosZXZYYZXXaS-XYZ坐标系绕坐标系绕Y 轴旋转轴旋转 角到角到S-X Y Z XZSYXZ (Y)1 1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标变换转角系统的坐标变换ZYXZYXZYXRcossin0sincos0001S-X Y Z 坐标系绕坐标系绕X 轴旋转轴旋转 角到角到S-X Y Z 1

9、1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标转角系统的坐标变换变换zyxzyxZYXR1000cossin0sincosS-X Y Z 坐标系坐标系绕绕z轴轴旋转旋转 角到角到S-xyz1 1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标变换转角系统的坐标变换zyxzyxZYXRRRR3213213211000cossin0sincoscossin0sincos0001cos0sin010sin0coscccbbbaaaRRRR1 1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标变换转角系统的坐标变换1 1、以、以Y Y 轴

10、为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标变换转角系统的坐标变换2、以X 轴为主轴的-转角系统的坐标变换zyxzyxZYXRRRR3213213211000cossin0sincoscos0sin010sin0coscossin0sincos0001cccbbbaaaRRRR2、以X 轴为主轴的-转角系统的坐标变换3、以Z 轴为主轴的A-v系统的坐标变换zyxzyxZYXvARRRR3213213211000cossin0sincoscossin0sincos00011000cossin0sincoscccbbbaaaAAAAvvvvvARRRR3、以Z 轴为主轴的A-v系统的坐标变换37四、中心投影的构像方