第六章-解析法空中三角测量-1

第六章解析空中三角测量

§6－1概述问题的提出：一条航带十几个像对几条航带构成一个区域网双像摄影测量，每个像对需测四个控制点，外业工作量大，效率低，能否只测少数控制点？解决途径：解析空中三角测量空中三角测量、区域网平差它是利用少量控制点对整个区域所有影像恢复它们的外方位元素一、解析空中三角测量：只测定少量的外业控制点，在内业按一定的数学模型平差计算出该区域内待定点的坐标。二、像点坐标（观测值）的系统误差及改正（物理因素引起的像点位移）1、底片变形（摄影材料变形）：引起原因：受外界因素影响，像点偏离了摄影时的位置（三点共线）四个框标位于像片的四个角隅时可用仿射变换四个框标位于像片各边的中央时可用比例缩放量测4个框标值解6个待定系数改正方法：2、摄影物镜畸变差引起原因：透镜组成像以减少像差，但使像点偏离了三点共线的理论位置改正方法(由摄影机鉴定改正）非对称畸变:由各组合透镜不同心引起对称畸变3、大气折光的影响引起原因：大气密度（折射率）随高度增加而减少，成像光线是曲线，使像点偏离了三点共线的理论位置改正方法saAa’4、地球曲率的影响引起原因：大地水准面（椭球曲面），地面坐标系是水平基准面改正方法：采用水平基准面上的坐标系，在像点上引进改正经过底片变形、物镜畸变差、大气折光差、地球曲率改正后的像点坐标像对立体测图时系统误差对成图精度影响不显著，不考虑空中三角测量由于误差的传递积累，对加密点的点位精度影响显著，要预先改正有残余的系统误差一、建立航带模型1、像点坐标量测及系统误差改正2、每个像对进行连续像对法相对定向：得到模型点在各自像空间辅助坐标系坐标（坐标原点和比例尺不同）§6－2航带网法空中三角测量S1S2S3S4各模型的像空间辅助坐标系相互平行，每个像对以左片为基础，求出右片相对左片的相对定向元素①②模型点在各自像空间辅助坐标系坐标3、模型连接：利用相邻模型公共点在像空间辅助坐标系的坐标应相等，求出比例尺归化系数，得到模型点在统一的航带像空间辅助坐标系坐标S2S3①②M1M2S1模型①和模型②比例尺不等，公共点在模型①位于M1,在模型②位于M2（错开），需要统一比例尺归化：对模型②的比例尺进行归化，与模型①具有相同的比例尺，使M1、M2重合计算方法：一般在模型重叠区域内取上、中、下三个点测求比例归化系数，取算术平均值将模型点的坐标都纳入到全航带统一的像空间辅助坐标系（第一张像片的像空间（辅助）坐标系）（一个一个像对依次进行）S1S2S3S4①②每一模型的左站在统一的像空间辅助坐标系坐标计算顺序：后一模型向前一模型进行归化计算模型点在统一的像空间辅助坐标系中坐标(以米为单位）：二、航带模型的绝对定向：将模型点在统一的航带像空间辅助坐标系坐标变换为航带统一的地面摄影测量坐标为整体平差方便，改成以米为单位：坐标值乘以摄影比例尺分母再除以1000，用m表示重心化三、航带网的非线性变形改正：问题的提出：航带模型仍存在偶然误差和残余的系统误差的影响，模型连接时误差的累积使航带产生变形，致使绝对定向后获得的地面坐标只是概略值改正方法：用待定参数构成的多项式来逼进复杂的变形曲面，通过最小二乘拟合，使控制点处的变形值与实际相差最小，平差解求多项式的系数，进行坐标的改正，消除误差的影响解决的办法：航带网的非线性变形改正观测误差的累计影响使X、Y、Z呈现明显的误差四、航带网区域网平差:由几条航带构成一个区域，整体平差解求各航带的非线性变形改正系数，求得整个测区内全部待定点的坐标，主要过程：各像对进行连续像对相对定向：得到像点在各自坐标模型连接：求比例尺归化系数，得到模型点在统一的航带坐标各航带模型的绝对定向：将模型点在统一坐标变换到全区域统一的地面摄影测量坐标系（各航带坐标重心化）修正后的坐标航带网的非线性变形改正：平差整体解求航带的非线性改正系数，进行坐标的改正，得到改正后的坐标值§6－3独立模型法解析空三基本思想：每像对进行独立像对法相对定向：得到模型点在每个像对的像空间辅助坐标系的坐标各模型进行绝对定向：在满足模型公共点（连接点）的坐标应相等及控制点的计算坐标应与实测坐标相等的条件下，平差整体解求每个模型的七个绝对定向元素，求出所有加密点的地面坐标（公共点取均值）各单元模型分别进行空间相似变换§6－4光束法区域网空中三角测量一、光束法区域网基本思想以每张像片一束光线为单元，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个外方位元素所有加密点的地面坐标为计算方便，可消去一类未知数，得到改化法方程（消去X）法方程加密（待定）点坐标：多片前方交会二、三种区域网平差方法的比较独立模型法：较航带法严密计算较费时不能很好地消除系统误差的影响，对粗差有较好的抵抗能力航带法：分步近似平差，不严密，精度较差计算速度快，可以提供初始值光束法：理论最严密，精度最高，成为解析空三的主流方法计算量最大以像点坐标为观测值，对系统误差反映最敏感，通过自检校法消除系统误差，达到厘米级精度可方便地加入粗差检测，对粗差有较好的抵抗能力三、解析空三的精度分析误差分布的规律1、最弱精度位于区域四周，平面控制点应布设在四周2、控制点稀疏布点时，理论精度随区域的增大而降低；增大旁向重叠度，可以提高理论精度3、周边密集布点，光束法的精度不随区域大小改变，是常数4、高程理论精度取决于高程控制点间的跨度与区域大小无关由平差可以得到坐标的理论精度实际精度：通过多余控制点的地面实际测量坐标与摄影测量加密坐标值的差值（真误差）估计点位精度：理论精度：反映偶然误差的影响，与控制点点位的分布有关实际情况：受偶然误差和残余系统误差的综合影响，理论精度与实际精度有差异实际的解算结果仍呈现明显的系统误差和不正常情况（如光束法区域网平差精度低于独立模型法等），需进一步进行残余系统误差的改正系统误差的处理方法：试验场检校法：用试验场上密集而精确的地面点求解系统误差参数(面积2km×2km,41个点组，每点组3个控制点（人工标志），精度10mm以内）利用附加参数的自检校法：选附加参数组成系统误差模型，