前方后方空间交会实验报告
前方后方空间交会实验报告
中南大学
本科生课程设计(实践)任务书、设计报告
(摄影测量与遥感概论)
题目学生姓名指导教师
空间后方-前方交会
邹峥嵘
学院地球科学与信息物理学院专业班级学生学号
测绘0902班
一、实验目的
通过对数字影像空间后交前交的程序设计实验，要求我们进一步理解和掌握影像外方位元素的有关理论、原理和方法。利用计算机程序设计语言编写摄影测量空间交会软件进行快速确定影像的外方位元素及其精度，然后通过求得的外方位元素求解未知点的地面摄影测量坐标，达到通过摄影测量量测地面地理数据的目的。
二、实验要求
? 用C、VB或者Matlab编写空间后方交会-前方交会计算机程序。 ? 提交实验报告：
程序框图，程序源代码、计算结果及体会。 ? 计算结果：地面点坐标、外方位元素及精
度。 ? 完成时间：2021年11月17日。
三、实验数据
左片点号 x y x y X Y Z 右片地面摄影测量坐标 GCP1 16.012
79.963 -73.93 78.706 5083.205 5852.099 527.925 GCP2 88.56 81.134 -
5.252 78.184 5780.02 590
6.365 571.549 GCP3 13.362 -79.37 -79.122 -
78.879 5210.879 4258.446 461.81 GCP4 82.24 -80.027 -9.887 -80.089
5909.264 4314.283 455.484 1
51.758 80.555 -39.953 78.463
2 3 4 5 14.618 -0.231 -76.006 0.036 49.88 -0.782 -42.201 -1.022
86.14 -1.346 -7.706 -2.112 48.035 -79.962 -44.438 -79.736 f=150.000mm，x0=0，y0=0
四、实验思路
? 利用后方交会得出两张像片各自的外方位元素
1) 获取已知数据：从摄影资料中插曲像片比例尺、平均航高、内方位元素以及控制
点的地面摄影测量坐标及对应的像点坐标。 2) 确定未知数的初始值：在竖直摄影的情况
下，胶原素的初始值
为0，线元素其中Zs=m*f+3) 计算旋转矩阵R。
，Xs=，Ys=。
4) 逐点计算像点坐标的近似值：利用共线方程。 5) 组成误差方程并法化。 6) 解
求外方位元素。 7) 检查计算是否收敛。
? 利用解求出的外方位元素进行前方交会
1) 用各自像片的角元素计算出左右像片的旋转矩阵R1和R2。 2) 根据左右像片的外
方位元素计算摄影基线分量Bx,By，Bz。 3) 逐点计算像点的空间辅助坐标。
4) 计算投影系数。
5) 计算未知点的地面摄影测量坐标。
6) 重复以上步骤完成所有点的地面坐标的计算。
五、实验过程
? 程序流程框图后方交会函数确定已知数据比例尺m 确定各外方位元素初始
值计算旋转矩阵逐点计算像点坐标不近似值满足限逐点计算误差方程系差数项，组成误差系数则矩阵A 重复利用矩阵运算求解外计方位元素算
检查是否满足限差若满足则输出外方位元素
将整个过程作为一个函数继续进行右片的外方位元素求解
结束程序
求解各外方位元素精度空间前方交会利用已求得的角元素计算2张像片各自的旋转
矩阵利用已求得的线元素Xs1，Ys1，Zs1，p0，,w01，k01；Xs2，Ys2，Zs2，p02，w02，
k02，计算基线分量： Bx=Xs2-Xs1； By=Ys2-Ys1； Bz=Zs2-Zs1；输入像片坐标，利用
旋转矩阵求解想空间辅助坐标计算点投影系数： N1=(Bx*Z2-Bz*X2)/(X1*Z2-X2*Z1)；
N2=(Bx*Z1-Bz*X1)/(X1*Z2-X2*Z1)；计算地面摄影测量坐标
Xt=((N1*X1+Xs1)+(N2*X2+Xs2))/2；Yt=((N1*Y1+Ys1)+(N2*Y2+Ys2))/2；
Zt=((N1*Z1+Zs1)+(N2*Z2+Zs2)) /2 ；
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
摄影测量实习报告-单片空间后方交会
摄影测量实习报告 实习内容:单片空间后方交会编程 实习者:李友兵 学号:0810050121 指导老师:张金平老师 实习时间:2011.05.30——2011.06.03
一、实习目的与任务 此次摄影测量实习主要是要自主编程实现单像空间后方交会，通过已知的内方位元素和控制点像点坐标和地面坐标求解六个外方位元素，在此过程中深入理解单像空间后方交会的原理和对编程的熟悉和理解（我用的是C语言编程），和对时间的合理运用，对知识的综合运用，培养理论的实际运用能力，任务是在一个星期内自主完成。 二、单片空间后方交会理论基础 单像空间后方交会：是通过以像点平面坐标为观测值，以控制点坐标为已知值，利用共线条件方程和最小二乘原理，运用间接平差方法，通过迭代求解6个外方位元素。程序设计的思路与流程 三、程序设计的思路与流程（编程框架和步骤） 1、根据内方位元素和已知的数据将控制点的框标坐标转换为像平面坐标系坐标：x=x′-x0，y=y′-y0 2、确定未知数的初始值：角元素初始值κ0=ω0=Φ0=0；线元素初始值Zs0=H=mf，Xs0=(X1+X2+X3+X4)/4,Ys0=（Y1+Y2+Y3+Y4）/4 3、利用角元素初始值计算方向余弦值组成旋转矩阵R a1=cosΦ*cosκ-sinΦ*sinω*sinκ,a2=-cosΦ*sinκ-sinΦ*sin ω*cosκ，a3=-sinΦ*cosω b1=cosω*sinκ,b2=cosω*cosκ,b3=-sinω c1=sinΦ*cosκ+cosΦ*sinω*sinκ,c2=-sinΦ*sinκ+cosΦ*sin ω*cosκ,c3=cosΦ*cosω 4、逐点计算控制点的像点坐标的近似值，共线方程为: x=(-f*(a1*(X-Xs)+b1*(Y-Ys)+c1*(Z-Zs)))/(a3*(X-Xs)+b3*(Y-Ys) +c3*(Z-Zs)) y=(-f*(a2*(X-Xs)+b2*(Y-Ys)+c2*(Z-Zs)))/(a3*(X-Xs)+b3*(Y-Ys) +c3*(Z-Zs))
前方后方空间交会实验报告
前方后方空间交会实验报告 中南大学 本科生课程设计(实践)任务书、设计报告 (摄影测量与遥感概论) 题目学生姓名指导教师 空间后方-前方交会 邹峥嵘 学院地球科学与信息物理学院专业班级学生学号 测绘0902班 一、实验目的 通过对数字影像空间后交前交的程序设计实验，要求我们进一步理解和掌握影像外方位元素的有关理论、原理和方法。利用计算机程序设计语言编写摄影测量空间交会软件进行快速确定影像的外方位元素及其精度，然后通过求得的外方位元素求解未知点的地面摄影测量坐标，达到通过摄影测量量测地面地理数据的目的。 二、实验要求
? 用C、VB或者Matlab编写空间后方交会-前方交会计算机程序。 ? 提交实验报告： 程序框图，程序源代码、计算结果及体会。 ? 计算结果：地面点坐标、外方位元素及精 度。 ? 完成时间：2021年11月17日。 三、实验数据 左片点号 x y x y X Y Z 右片地面摄影测量坐标 GCP1 16.012 79.963 -73.93 78.706 5083.205 5852.099 527.925 GCP2 88.56 81.134 - 5.252 78.184 5780.02 590 6.365 571.549 GCP3 13.362 -79.37 -79.122 - 78.879 5210.879 4258.446 461.81 GCP4 82.24 -80.027 -9.887 -80.089 5909.264 4314.283 455.484 1 51.758 80.555 -39.953 78.463 2 3 4 5 14.618 -0.231 -76.006 0.036 49.88 -0.782 -42.201 -1.022 86.14 -1.346 -7.706 -2.112 48.035 -79.962 -44.438 -79.736 f=150.000mm，x0=0，y0=0 四、实验思路 ? 利用后方交会得出两张像片各自的外方位元素 1) 获取已知数据：从摄影资料中插曲像片比例尺、平均航高、内方位元素以及控制 点的地面摄影测量坐标及对应的像点坐标。 2) 确定未知数的初始值：在竖直摄影的情况 下，胶原素的初始值 为0，线元素其中Zs=m*f+3) 计算旋转矩阵R。 ，Xs=，Ys=。 4) 逐点计算像点坐标的近似值：利用共线方程。 5) 组成误差方程并法化。 6) 解 求外方位元素。 7) 检查计算是否收敛。 ? 利用解求出的外方位元素进行前方交会 1) 用各自像片的角元素计算出左右像片的旋转矩阵R1和R2。 2) 根据左右像片的外 方位元素计算摄影基线分量Bx,By，Bz。 3) 逐点计算像点的空间辅助坐标。 4) 计算投影系数。 5) 计算未知点的地面摄影测量坐标。
单像空间后方交会
摄影测量学实习报告 遥感07011班 吴倩200732590254
一、实习目的 1.掌握空间后方交会的定义和实现算法 (1)定义：空间后方交会是以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制 点的已知地面坐标和相应点的像坐标量测值出发，根据共线条件方程，解求该影像在航空摄影时刻的外方位元素Xs，Ys，Zs，φ，ω，κ。 (2)算法：由于每一对像方和物方共轭点可列出2个方程，因此若有3个已知地面坐 标的控制点，则可列出6个方程，解求6个外方位元素的改正数△Xs，△Ys，△Zs，△φ，△ω，△κ。实际应用中为了提高解算精度，常有多余观测方程，通常是在影像的四个角上选取4个或均匀地选择更多的地面控制点，因而要用最小二乘平差方法进行计算。 2.了解摄影测量平差的基本过程 (1)获取已知数据。从摄影资料中查取影像比例尺1/m，平均摄影距离（航空摄影的 航高）、内方位元素x0，y0，f；获取控制点的空间坐标Xt，Yt，Zt。 (2)量测控制点的像点坐标并进行必要的影像坐标系统误差改正，得到像点坐标。 (3)确定未知数的初始值。单像空间后方交会必须给出待定参数的初始值，在竖直航 空摄影且地面控制点大体对称分布的情况下，Xs0和Ys0为均值，Zs0为航高，φ、 ω、κ的初值都设为0。或者κ的初值可在航迹图上找出或根据控制点坐标通过坐 标正反变换求出。 (4)计算旋转矩阵R。利用角元素近似值计算方向余弦值，组成R阵。 (5)逐点计算像点坐标的近似值。利用未知数的近似值按共线条件式计算控制点像点 坐标的近似值（x），(y)。 (6)逐点计算误差方程式的系数和常数项，组成误差方程式。 (7)计算法方程的系数矩阵ATA与常数项ATL，组成法方程式。 (8)解求外方位元素。根据法方程，解求外方位元素改正数，并与相应的近似值求和， 得到外方位元素新的近似值。 (9)检查计算是否收敛。将所求得的外方位元素的改正数与规定的限差比较，通常对 φ，ω，κ的改正数△φ，△ω，△κ给予限差，通常为0.1′，当3个改正数均 小于0.1′时，迭代结束。否则用新的近似值重复(4)～（8）步骤的计算，直到满 足要求为止。 二、程序框图
前方交会实验报告(含VB程序代码)
立体像对前方交会实验报告 一、实验目的 在掌握前方交会原理的基础上，自己编写前方交会程序，在计算机上调试，输出计算结果并对计算结果进行检验。通过上机调试程序加强动手能力的培养，通过对实验过程的掌握以及对实验结果的分析，增强学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。 二、实验仪器 计算机，VB6.0 三、实验数据 1.模拟像片一对：左片号23，右片号24； 2.航摄机主距：f=150mm； 3.左片23号片外方位元素： φ=−0°25′00″ω=−1°00′00″k=−0°10′00″ Xs=103007.006117 Ys=139998.994849 Zs=4801.9989994 （m） 右片24号片外方为元素： φ=1°39′59″ω=−0°10′00″k=0°40′00″ Xs=106002.023762 Ys=140005.002780 Zs=4797.009648 （m） 待求像点坐标如下表： 四、实验内容 利用所给立体像对两张像片的内、外方位元素，编写空间前方交会程序，根据所给像对中若干同名像点在左右像片上的坐标，解求其对应的地面点的物方坐标，实现空间前方交会的过程。 五、实验成果 程序流程图：
程序设计界面：
程序运行界面：
运行结果： （注：表上显示地面点坐标依次是：7,9,4,6,5,8） 附：excel进行角度转换： 六、程序如下： Dim f#, x1#, y1#, x2#, y2#, i%, j%, u1#, u2#, v1#, v2#, w1#, w2#, fai1#, kab1#, omg1#, fai2#, kab2#, omg2# Dim a12#, a13#, b11#, b12#, b13#, c11#, c12#, c13#, a21#, a22#, a23#, b21#, b22#, b23#, c21#, c22#, c23# Dim n1#, n2#, bu#, bv#, bw# Dim xs1#, xs2#, ys1#, ys2#, zs1#, zs2#
前方交会实验报告
前方交会实验报告 1. 实验目的 本实验的目的是通过前方交会方法测量两个点之间的距离 和方位角，以及计算出测量误差，并分析误差来源。 2. 实验原理 前方交会是一种基本的测量方法，用于确定两点之间的距 离和方位角。根据测量的原理，通过测量基线上A、B两个测站到待测点C的角度，再测量出A、B两个测站之间的方位角，即可计算出C点的坐标。 前方交会方法包括以下几个步骤： 1.安装测量仪器：在点A和点B上，分别设置测站， 安装全站仪或其他测量仪器。 2.观测角度：从点A观测点C的水平角和垂直角，从 点B观测点C的水平角和垂直角。 3.计算方位角：根据测量仪器的读数和设定的测量参 数，计算出A、B两个测站之间的方位角。
4.计算距离：根据测量仪器的读数和设定的测量参数，分别计算出A、B两个测站到点C的距离。 5.计算C点坐标：根据前面步骤得到的测量数据和计算结果，通过三角测量原理，计算出点C的坐标。 6.分析误差来源：根据实际测量和计算结果，分析误 差的来源，并对测量结果进行评估和修正。 3. 实验步骤 1.在实验区域内分别设置测站A和测站B，并确保两个测站之间有明显的目标点C供观测。 2.使用全站仪或其他测量仪器，分别观测点A和点B 到目标点C的水平角和垂直角，并记录测量数据。 3.根据测量数据，计算出测站A和测站B之间的方位角。 4.根据测量数据和方位角，计算出测站A到目标点C 的距离，以及测站B到目标点C的距离。 5.使用三角测量原理，计算出目标点C的坐标。
6.分析误差的来源，评估测量结果的准确性，并进行 相应的修正。 4. 实验数据和计算结果 以下是实验中测量得到的数据和计算出的结果： •测站A到目标点C的水平角：30° •测站A到目标点C的垂直角：60° •测站B到目标点C的水平角：50° •测站B到目标点C的垂直角：40° •测站A和测站B之间的方位角：100° •测站A到目标点C的距离：50米 •测站B到目标点C的距离：60米 •目标点C的坐标：(100, 200) 根据以上数据和计算结果，可以得出点C的坐标为(100, 200)。
空间后方交会与前方交会求解地面点坐标的计算方法
双像解析计算的空间后交-前交方法 当我们通过航空摄影，获得地面的一个立体像对时，采用双像解析计算的空间后交-前交方法计算地面点的空间点位。这种方法首先由单片后方交会求出左、右像片的外方位元素，再用空间前方交会公式求出待定点坐标，其具体的作业步骤如下： ● 像片野外控制测量 一个立体像对采用空间后方交会-前方交会法计算点的地面坐标时，像对内必须具有一定数量的地面控制点坐标。一般情况下，在一个像对的重叠范围四个角上，找出四个明显地物点，在野外判识出地面的实际位置，并准确地在像片上刺出各点的位置，要求在像片的背面绘出各点与周围地物关系的点位略图，加注记说明。然后用普通测量计算方法，求出四个控制点的地面坐标X,Y,Z 。 ● 用立体坐标量测仪测像点的坐标 像片在仪器上归心定向后，测出四个控制点的像片坐标()11y ,x 与()22y ,x ，然后测出所需要解求的地面点坐标()11y ,x 和()22y ,x 。 ● 空间后方交会法计算像片外方位元素 利用控制点分别计算每个像片的六个外方位元素，包括：S1X ,S1Y ,S1Z ,1ϕ,1ω,1κ和S2X ,S2Y ,S2Z ,2ϕ,2ω,2κ。 ● 空间前方交会计算所求点的地面坐标 1. 用各自像片的角元素，计算出左、右像片的旋转 矩阵1R 与2R 。
2. 根据左、右像片的外方位线元素计算摄影基线分 量X B ,Y B ,Z B ： ⎪⎭⎪ ⎬ ⎫ -=-=-=S1S2Z S1S2Y S1S2X Z Z B Y Y B X X B 3. 逐点计算像点的像空间辅助坐标 ： ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥ ⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡f y x R Z Y X 111 111，⎥⎥ ⎥ ⎦⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥ ⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡f y x R Z Y X 111111 4. 计算点投影系数： ⎪⎪⎭⎪ ⎪⎬ ⎫ --=--=12211121221221Z X Z X X B Z B N Z X Z X X B Z B N Z X Z X
摄影测量学单像空间后方交会编程实习报告
摄影测量学单像空间后方交会编程实习报告实习背景 在本次实习中，我们学习了摄影测量学单像空间后方交会的编程实现。这是一种通过计算影像中各点的坐标来确定被摄物的三维坐标的方法，应用广泛于测绘、地理信息、建筑等领域。 本次实习采用 MATLAB 软件进行编程，目的是将理论知识应用到实际操作中，让我们更深入理解摄影测量学单像空间后方交会的原理和应用。 实习内容 理论部分 首先，我们在工作室进行了理论部分的学习。老师讲解了单像空间后方交会的原理，以及如何通过影像坐标、相机外方位元素、像点坐标和像平面坐标等参数来计算被摄物的三维坐标。 在理论部分的学习过程中，我们通过公式的推导和实例分析，更加深入地理解了单像空间后方交会的原理。 实践部分 实践部分是本次实习的重头戏。我们利用 MATLAB 软件进行了单像空间后方交会的编程实现，具体步骤如下： 1.输入相机外方位元素 通过读取文本文件，将相机外方位元素（相机在拍摄时的姿态、位置等参数）输入到 MATLAB 中。 2.输入影像坐标 通过读取文本文件，将影像中的像点坐标输入到 MATLAB 中。 3.计算像平面坐标 利用相机内定标参数，将像点坐标转化为像平面坐标。 4.计算被摄物三维坐标 根据单像空间后方交会的原理，利用相机外方位元素、像平面坐标和像点坐标等参数，计算被摄物的三维坐标。
5.输出结果 将计算结果输出到文本文件中，以便后续的数据处理和分析。 在实际操作中，我们首先编写了 MATLAB 脚本文件，根据上述步骤逐步实现了单像空间后方交会的计算过程。然后，我们利用自己拍摄的实际照片进行实验，将相机外方位元素和像点坐标输入到程序中，最终得到了被摄物的三维坐标结果。 实习收获 通过本次实习，我从理论到实践，更深入地理解了摄影测量学单像空间后方交会的原理和应用，同时也掌握了 MATLAB 的编程技能。 在实践中，我遇到了许多问题，包括数据的输入输出、代码的调试和结果的分析等等。通过和同学的讨论和老师的指导，我不仅解决了这些问题，还对摄影测量学的应用有了更深入的认识。 本次实习为我提供了一个很好的机会来深入学习和掌握摄影测量学单像空间后方交会的方法和应用，让我受益匪浅。同时，也让我更加认识到了学习的重要性和实践的必要性。
单像空间后方交会实习报告
单像空间后方交会实习报告 在我大二的时候，我在学校的地理信息科学实验室进行了一次 后方交会实习。这次实习让我学到了很多关于单像空间后方交会 的知识和技能，也让我感受到了这个领域的重要性和挑战性。 一、实习背景 地理信息科学实验室每年都会招募一些学生进行实习，我很幸 运地被录取了。这次实习的任务是处理一张由我校经济学院提供 的无人机航拍图，将其转换为面状地图，并标注出地物和道路等 信息。这需要我们进行一系列的处理和分析步骤，其中包括单像 空间后方交会。 二、单像空间后方交会的概念 单像空间后方交会是指利用单个航空（或是航天）影像数据， 通过对影像信息的解译和解算，实现航空（或是航天）影像数据 与地面控制点、地物控制点的精确定位和测量。在数字摄影测量中，它被广泛应用于三维地图制图、遥感分析、环境监测等领域。
三、后方交会的步骤 在进行单像空间后方交会的过程中，我们需要按照以下步骤进行： 1. 确定控制点和目标点 首先，我们需要去现场进行勘测，确定一些地面控制点和地物控制点。这些控制点通常是人为放置的，其经纬度和高程值可以通过全球卫星定位系统（GPS）进行测量。同时，我们也需要标注出一些目标点，例如建筑物、道路等。 2. 数字化影像 然后，我们需要将航拍图数字化，得到其高分辨率的像元值。数字化过程中需要对影像进行去畸变和空间校正处理，保证像号与光学系统的参数之间的一一对应关系。 3. 特征提取 接着，我们需要对数字化影像进行特征提取，例如道路、建筑物、不规则物体的边缘等，得到这些待测量的点的坐标信息。
4. 内方位元素的解算 接下来，我们需要对影像的内部参数进行计算，包括焦距、主点位置、像距和畸变参数等。这些参数对后面的后方交会计算至关重要。 5. 外方位元素的解算 然后，我们需要通过空三测量方法，计算航拍机的位置和姿态信息，即外方位元素。外方位元素包括愚角、俯仰角、横滚角、以及平台的三维坐标。 6. 后方交会计算 最后，我们需要将上述内外方位元素的解算值与控制点的经纬度和高程值进行计算，得到待测点在像元和地面坐标系下的坐标值。 四、实习体会 通过这次实习，我深刻理解到了单像空间后方交会的重要性和复杂性。它需要我们掌握广泛的知识技能，包括数学、物理、计算机科学以及地理信息科学。同时，它也需要我们具备耐心、细
空间后方交会精度分析及实验验证
空间后方交会精度分析及实验验证 张杰;范生宏;刘昌儒;石磊;管乐鑫 【摘要】The single image space resection is a key step in photogrammetry to calculate 3D coordinates,it has a close and com⁃plicated mathematical formula,and is susceptible by its internal parameters and external environment.At present,there are more studies on resection solving methods but fewer studies on precision evaluation.This paper studies the factors that influence the resection preci⁃sion based on single image space resection theory analysis, and designs resection experiments for various situations. The influence of image point coordinates,object space point coordinates,control field size and photogrammetric distance on resection precision is studied in detail.The influence degree and trends of those influence factors on resection precision are obtained from experiments,which has some guiding significance for improving the precision of single image space resection in practical engineering applications.%单像空间后方交会是摄影测量计算三维坐标的关键步骤，有着严密且复杂的数学公式，其内部参数及外部环境都会成为交会精度的影响因素。针对目前单像空间后方交会求解方法研究较多，而精度评价方面研究较少的现状，通过对单像空间后方交会理论进行分析，寻找影响交会精度的影响因素，设计各种情况的后方交会实验，着重研究了像点坐标、物方点坐标、控制场大小和摄影距离对交会精度的影响。通过实验研究得出这几种影响因素对交会精度的影响大小和影响趋势，对于实际工程应用中提高单像空间后方交会精度具有一定的指导意义。
摄影测量-空间前交、后交【精选文档】
空间后交—前交程序设计 (实验报告) 姓名： 班级： 学号： 时间:
空间后交-前交程序设计 一、实验目的 用 C 、VB或MATLAB语言编写空间后方交会-空间前方交会程序 ⑴提交实习报告：程序框图、程序源代码、计算结果、体会 ⑵计算结果：像点坐标、地面坐标、单位权中误差、外方位元素及其精度 二、实验数据 f=150。000mm，x0=0，y0=0 三、实验思路 1。利用空间后方交会求左右像片的外方位元素 (1）.获取m（于像片中选取两点，于地面摄影测量坐标系中选取同点,分别计算距离，距离比值即为m)，x，y，f,X，Y,Z （2).确定未知数初始值Xs,Ys，Zs,q，w,k （3）.计算旋转矩阵R (4）.逐点计算像点坐标的近似值(x），（y） (5）。组成误差方程式 (6)。组成法方程式 （7).解求外方位元素 （8）。检查是否收敛，即将求得的外方位元素的改正数与规定限差比较，小于限差即终止；否则用新的近似值重复步骤(3）-（7）2。利用求出的外方位元素进行空间前交，求出待定点地面坐标
(1）.用各自像片的角元素计算出左、右像片的方向余弦值，组成旋转矩阵R1，R2 (2）。根据左、右像片的外方位元素，计算摄影基线分量Bx，By，Bz (3)。计算像点的像空间辅助坐标（X1,Y1，Z1）和（X2，Y2,Z2）（4）.计算点投影系数N1和N2 (5）。计算未知点的地面摄影测量坐标 四、实验过程 ⑴程序框图 函数AandL %求间接平差时需要的系数 ％%％已知 ％a=像点坐标x，b=像点坐标y,f内方位元素主距 %φ=q，ψ=w，κ=k %像空间坐标系X,Y，Z %地面摄影测量坐标系Xs,Ys,Zs function ［A1，L1，A2，L2］=AandL（a，b，f,q,w,k,X，Y，Z,Xs,Ys,Zs) %％％％％%％％%%％选择矩阵元素 a1=cos（q)＊cos(k)—sin(q）＊sin(w）*sin(k）; a2=-cos(q)＊sin(k)—sin(q）＊sin(w）＊cos（k)； a3=-sin(q）*cos(w);
空间后方交会编程实习报告
空间后方交会编程实习报告 一、引言 空间后方交会是一种在摄影测量学中常用的方法，用于确定目标物体的空间位置。该方法通过分析从不同角度拍摄的照片，利用几何原理，推算出目标物体的坐标。本实习报告旨在介绍空间后方交会的基本原理，以及其在编程实践中的应用。 二、空间后方交会原理 空间后方交会的基本原理是利用摄影机坐标和照片坐标之间的关系，通过多个不同角度的照片，推算出目标物体的空间坐标。具体来说，就是通过已知的摄影机坐标和照片坐标，以及已知的摄影机内参和畸变参数，利用几何原理和最小二乘法，求解目标物体的空间坐标。三、编程实习过程 在本实习中，我们使用了Python语言和OpenCV库来实现空间后方交会。我们通过OpenCV库读取了多张不同角度的照片，并提取了照片的坐标信息。然后，我们利用已知的摄影机坐标和照片坐标，以及已知的摄影机内参和畸变参数，利用几何原理和最小二乘法，编写了程序进行目标物体的空间坐标求解。
四、结果与分析 通过运行程序，我们得到了目标物体的空间坐标。对比分析结果，我们发现空间后方交会方法在编程实现上具有一定的难度，需要精确控制各种参数和几何关系。同时，该方法也具有较高的精度和实用性，可以广泛应用于摄影测量学、地理信息系统等领域。 五、结论与展望 通过本次实习，我们深入了解了空间后方交会的基本原理和编程实现方法。虽然该方法具有一定的难度和复杂性，但其在摄影测量学等领域具有广泛的应用前景。未来，我们可以进一步研究如何提高程序的效率和稳定性，以及如何处理更多的复杂场景和数据。 单片机编程实习报告 一、实习背景与目的 随着电子信息技术的飞速发展，单片机已成为现代工业控制领域中不可或缺的重要部分。为了更好地理解和应用单片机技术，提高自身的编程水平，我进行了为期一个月的单片机编程实习。本次实习的目的是通过实践操作，深入掌握单片机的编程语言、基本原理和开发流程，并将理论知识应用于实际项目中，提高解决实际问题的能力。
前方交会实验报告
实验一 1 实验任务 理解摄影测量中核心模型-共线方程作用，掌握航空影像中重要的点线面的透视关系以及物方与像方之间的解析关系，单幅影像上像点坐标与相应地面点坐标之间的关系。通过编程实现外方位元素的求解，提升编程能力。 2 理论模型与方法 单张像片的空间后方交会的基本思想：以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应的像坐标量测值处发，根据共线条件方程，解求该影像在航空摄影时刻的元素S X ,S Y ,S Z ,φ,ω,κ。 （1）共线方程 ) ()()() ()()() ()()() ()()(33322203331110S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A S A Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f y y Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f x x -+-+--+-+--=--+-+--+-+--=- （2）旋转矩阵R 123123123cos cos sin sin sin cos sin sin sin cos sin cos cos sin cos cos sin sin cos cos sin sin sin sin cos sin cos cos cos a a a b b b c c c φκφωκφκφωκφωωκωκω φκφωκφκφωκφω =-=--=-===-=+=-+= （3）经过线性化，得到x ，y 的误差方程式 y x a a a Z a Y a X a x x a a a Z a Y a X a s s s y s s s x -+∆+∆+∆+∆+∆+∆=-+∆+∆+∆+∆+∆+∆=)(v )(v 262524232221161514131211κφφκφφ 矩阵形式如下： L AX V -= 系数方程 ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=2625 242322 21161514131211 a a a a a a a a a a a a A
摄影测量空间后方交会
摄影测量空间后方交会 以单张影像空间后方交会方法，求解该像的外方位元素
一、实验数据与理论基础： 1、实验数据： 航摄仪内方位元素f＝153.24mm，x0＝y0＝0，以及4对点的影像坐标和相应的地面坐标： 影像坐标地面坐标 x(mm)y(mm)X(m)Y(m)Z(m) 1-86.15-68.9936589.4125273.322195.17 2-53.4082.2137631.0831324.51728.69 3-14.78-76.6339100.9724934.982386.50 410.4664.4340426.5430319.81757.31 2、理论基础 (1) 空间后方交会是以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点的已知地面坐标和相应点的像坐标量测值出发，根据共线条件方程，解求该影像在航空摄影时刻的外方位元素Xs，Ys，Zs，φ，ω，κ。 (2) 每一对像方和物方点可列出2个方程，若有3个已知地面坐标的控制点，可列出6个方程，求取外方位元素改正数△Xs，△Ys，△Zs，△φ，△ω，△κ。 二、数学模型和算法公式 1、数学模型：后方交会利用的理论模型为共线方程。共线方程的表达公式为：
)()()()()()(333111S A S A S A S A S A S A Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f x -+-+--+-+--= )()()()()()(333222S A S A S A S A S A S A Z Z c Y Y b X X a Z Z c Y Y b X X a f y -+-+--+-+--= 其中参数分别为： κ ωϕκϕsin sin sin cos cos 1-=a κωϕκϕsin sin sin sin cos 2--=a ω ϕcos sin 3-=a κωsin cos 1=b κωcos cos 2=b ω sin 3-=b κωϕκϕsin sin cos cos sin 1+=c κωϕκϕcos sin cos sin sin 2+-=c ω ϕcos cos 3=c 旋转矩阵R 为 ⎥⎥ ⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡=32 1 321 321c c c b b b a a a R 2、 由于外方位元素共有6个未知数，根据上述公式可知，至少需要3个不在一条直线上的 已知地面点坐标就可以求出像片的外方位元素。 3、由于共线方程是非线性方程，为了便于迭代计算，需要按泰勒级数展开，取小值一次项，使之线性化，得 κκ ωωϕϕd x d x d x dZ Z x dY Y x dX X x x x S S S S S S ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+ =)( κκ ωωϕϕd y d y d y dZ Z y dY Y y dX X y y y S S S S S S ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+ =)( 式中，(x),(y)为函数的近似值，κωϕd d d dZ dY dX S S S ,,,,,为6个外方位元素的改正数。它们的系数为函数的偏导数。矩阵形式为： []κωϕd d d dZ dY dX X S S S = ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=2625 24232221161514131211 a a a a a a a a a a a a A
摄影测量实验报告(空间后方交会—前方交会)
空间后方交会—空间前方交会程序编程实 验 一．实验目的要求 掌握运用空间后方交会-空间前方交会求解地面点的空间位置.学会运用空间后方交会的原理，根据所给控制点的地面摄影测量坐标系坐标以及相应的像平面坐标系中的坐标，利用计算机编程语言实现空间后方交会的过程，完成所给像对中两张像片各自的外方位元素的求解。然后根据空间后方交会所得的两张像片的内外方位元素，利用同名像点在左右像片上的坐标，求解其对应的地面点在摄影测量坐标系中的坐标，并完成精度评定过程，利用计算机编程语言实现此过程. 二．仪器用具 计算机、编程软件(MATLAB） 三．实验数据 实验数据包含四个地面控制点（GCP）的地面摄影测量坐标及在左右像片中的像平面坐标。此四对坐标运用最小二乘法求解左右像片的外方位元素，即完成了空间后方的过程.另外还给出了5对地面点在左右像片中的像平面坐标和左右像片的内方位元素。实验数据如下：
内方位元素：f=152。000mm，x0=0，y0=0 四．实验框图
此过程完成空间后方交会求解像片的外方位元素，其中改正数小于限差（0。00003，相当于0。1'的角度值)为止。在这个过程中采用迭代的方法，是外方位元素逐渐收敛于理论值,每次迭代所得的改正数都应加到上一次的初始值之中。 在空间后方交会中运用的数学模型为共线方程 确定Xs，Ys，Zs的初始值时，对于左片可取地面左边两个GCP的坐标的平均值作为左片Xs 和Ys的初始值，取右边两个GCP的坐标平均值作为右片Xs 和Ys的初始值。Zs可取地面所有GCP的Z坐标的平均值再加上航高. 空间前方交会的数学模型为：
五．实验源代码 function Main_KJQHFJH（） global R g1 g2 m G a c b1 b2; m=10000；a=5;c=4； feval（＠shuru)；％调用shuru(）shurujcp（)函数完成像点及 feval（＠shurujcp)；%CCP有关数据的输入 XYZ=feval（＠MQZqianfangjh）; %调用MQZqianfangjh（）函数完成空间前方、 %%%％%% 单位权中误差％%%％%后方交会计算解得外方位元素 global V1 V2；%由于以上三个函数定义在外部文件中故需VV=[］; ％用feval（）完成调用过程 for i=1:2＊c VV(i)=V1（i)；VV(2*i+1）=V2(i)； end m0=sqrt（VV＊（VV’)/（2＊c-6））； disp('单位权中误差m0为正负：’）；disp(m0）; ％计算单位权中误差并将其输出显示 输入GCP像点坐标及地面摄影测量坐标系坐标的函数和输入所求点像点坐标函数： function shurujcp（) global c m; m=input（’摄影比例尺:')；%输入GCP像点坐标数据函数并分别将其 c=input（'GCP的总数=')；％存入到不同的矩阵之中 disp（'GCP左片像框标坐标：')； global g1;g1=zeros（c，2）; i=1; while i<=c m=input('x='）； n=input（'y='）; g1(i，1)=m;g1（i，2)=n； i=i+1； end disp('GCP右片像框标坐标：’); global g2；g2=zeros(c,2); i=1;
摄影测量学空间后方交会实验报告
摄影测量学实验报告 实验一、单像空间后方交会 学院：建测学院 班级：测绘082 姓名：肖澎 学号： 15
一．实验目的 1.深入了解单像空间后方交会的计算过程； 2.加强空间后方交会基本公式和误差方程式，法线方程式的记忆； 3.通过上机调试程序加强动手能力的培养。 二．实验原理 以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点和相应点的像坐标量测值出发，根据共线条件方程，求解该影像在航空摄影时刻的相片外方位元素。 三．实验内容 1.程序图框图 2.实验数据 （1）已知航摄仪内方位元素f＝153.24mm，Xo＝Yo＝0。限差0.1秒
（2）已知4对点的影像坐标和地面坐标： 3.实验程序 using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace ConsoleApplication3 { class Program { static void Main() { //输入比例尺，主距，参与平参点的个数 Console.WriteLine("请输入比例尺分母m：\r"); string m1 = Console.ReadLine(); double m = (double)Convert.ToSingle(m1); Console.WriteLine("请输入主距f：\r"); string f1 = Console.ReadLine(); double f = (double)Convert.ToSingle(f1); Console.WriteLine("请输入参与平差控制点的个数n：\r"); string n1 = Console.ReadLine(); int n = (int)Convert.ToSingle(n1); //像点坐标的输入代码 double[] arr1 = new double[2 * n]; //1.像点x坐标的输入 for (int i = 0; i < n; i++) { Console.WriteLine("请输入已进行系统误差改正的像点坐标的x{0}值：\r", i+1); string u = Console.ReadLine(); for (int j = 0; j < n; j += 2) { arr1[j] = (double)Convert.ToSingle(u);
空间后方交会编程实习报告
空间后方交会编程实习报告
空间后方交会编程实习报告 一实习目的 用程序设计语言（Visual C++或者C语言）编写一个完整的单片空间后方交会程序，通过对提供的试验数据进行计算，输出像片的外方位元素并评定精度。本实验的目的在于让学生深入理解单片空间后方交会的原理，体会在有多余观测情况下，用最小二乘平差方法编程实现解求影像外方位元素的过程。通过上机调试程序加强动手能力的培养，通过对实验结果的分析，增强学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。 二实习内容 利用一定数量的地面控制点，根据共线条件方程求解像片外方位元素。 三实习数据 已知航摄仪的内方位元素：f k =153.24mm， x 0=y =0.0mm，摄影比例尺为1:50000； 4个地面控制点的地面坐标及其对应像点的像片坐标： 点号像片坐标地面点坐标(m)
(mm) x y X Y Z 1 -86.15 -68.99 36589.41 25273.32 2195.17 2 -53.40 82.21 37631.08 31324.51 728.69 3 -14.78 -76.63 39100.97 24934.98 2386.50 4 10.46 64.43 40426.54 30319.81 757.31 四 实习原理 如果我们知道每幅影像的6个外方位元素， 就能确定被摄物体与航摄影像的关系。因此，如何获取影像的外方位元素，一直是摄影测量工作者所探讨的问题。可采取的方法有：利用雷达、全球定位系统（GPS ）、惯性导航系统（INS ）以及星相摄影机来获取影像的外方位元素；也可以利用影像覆盖范围内一定数量的控制点的空间坐标与摄影坐标，根据共线条件方程，反求该影像的外方位元素，这种方法称为单幅影像的空间
(完整word版)单像空间后方交会程序报告
单像空间后方交会程序报告 指导老师：刘老师 班级：测绘101 姓名：尚锋 学号： 19号
1、应用程序的主入口部分的代码： using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Windows.Forms; namespace单像空间后方交会 { static class Program { ///
public double Z; } private double f; //主距 private double u; //u为外方位元素，下面5个相同 private double w; private double k; private double Xs; private double Ys; private double Zs; private image_point[] p = new image_point[4]; //四个控制点 private double[] R = new double[9]; //旋转矩阵 private double[] a = new double[8]; //像点坐标近似值 private double[,] A = new double[8, 6]; //误差方程式系数 private double[] L = new double[8]; //误差方程式常数项 private int count = 0; //统计代次数 public Tongyong(double g, double[] q) //构造函数，初始化各变量,单位m { f = g; for (int i = 0; i < 4; i++) { int j = i * 5; p[i].x = q[j]; p[i].y = q[j + 1]; p[i].X = q[j + 2]; p[i].Y = q[j + 3]; p[i].Z = q[j + 4]; } double ave = 0, sum = 0; //求比例尺分母 for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = i + 1; j < 4; j++) { sum += Math.Sqrt(Math.Pow(p[i].X - p[j].X, 2) + Math.Pow(p[i].Y - p[j].Y, 2)) / Math.Sqrt(Math.Pow(p[i].x - p[j].x, 2) + Math.Pow(p[i].y - p[j].y, 2)); } } ave = sum / 6; u = 0; //给定外方位元素的初始值,角度均设置为0 w = 0; k = 0; Xs = (p[0].X + p[1].X + p[2].X + p[3].X) / 4; //Xs为四个控制点X的平均值，Ys类似
单像空间后方交会实验报告(c++版)
单像空间后方交会实验报告(c++版)
单像空间后方交会 姓名： 学号： 时间：
目录 一、作业任务..................................................... - 4 - 二、计算原理..................................................... - 4 - 三、算法流程..................................................... - 8 - 四、源程序....................................................... - 9 - 五、计算结果..................................................... - 9 - 六、结果分析..................................................... - 9 - 七、心得与体会................................................... - 9 - 八、附页......................................................... - 9 - 1.c++程序.................................................. - 10 - 2.C++程序截图.............................................. - 17 - 3.matlb程序 ............................................... - 17 -