【测绘课件】空间后方交会.ppt
第五讲 单片空间后方交会

x12 − f (1 + 2 ) f xy − 1 1 f
2 x2 − f (1 + 2 ) f
−
x1 y1 f
y12 − f (1 + 2 ) f − x2 y2 f
x y − 2 2 f
2 x3 − f (1 + 2 ) f
2 y2 − f (1 + 2 ) f
−
x3 y3 f
xy − 3 3 f
Y B
A
C X
利用航摄像片上三个以上像点坐标和对应像 点坐标和对应地面点坐标,计算像片外方位元 素的工作,称为单张像片的空间后方交会。 进行空间后方交会运算,常用的一个基本公 式是前面提到的共线方程。式中的未知数,是 六个外方位元素。由于一个已知点可列出两个 方程式,如有三个不在一条直线上的已知点, 就可列出六个独立的方程式,解求六个外方位 元素。由于共线条件方程的严密关系式是非线 性函数,不便于计算机迭代计算。为此,要由 严密公式推导出一次项近似公式,即变为线性 函数。
(5) 用所取未知数的初始值和控制点的地面坐标,代入共线方程式,逐 ) 用所取未知数的初始值和控制点的地面坐标,代入共线方程式, 点计算像点坐标的近似值 ( x), ( y ) 并计算 lx , l y a ( X − X S ) + b1 (Y − YS ) + c1 ( Z − Z S ) x=−f 1 a3 ( X − X S ) + b3 (Y − YS ) + c3 ( Z − Z S ) a ( X − X S ) + b2 (Y − YS ) + c2 ( Z − Z S ) y=−f 2 a3 ( X − X S ) + b3 (Y − YS ) + c3 ( Z − Z S ) (6) 组成误差方程式。 ) 组成误差方程式。 7) 计算法方程式的系数矩阵与常数项,组成法方程式。 (7) 计算法方程式的系数矩阵与常数项,组成法方程式。 (8) 解算法方程,迭代求得未知数的改正数。 ) 解算法方程,迭代求得未知数的改正数。
南方全站仪后方交汇操作步骤 PPT

13、计算得出待测点C坐标,单击“F4”设定
14、单击“F3”覆盖原有数据
可以互相讨论下,但要小声点
5、输入待测点信息,点击 “F4” 确认
6、输入第一 个已知点坐标
及棱镜高’距离测量
9、输入第二个已知 点坐标及棱镜高
10、单击“F4”设定
11、瞄准 B点,单击‘F4’距离测量
12、残差在10mm以内,点击“F4”计算
南方全站仪后方交汇操作步骤
测量原理
测量步骤
1、设定未知点 2、设置已知点 3、设置已知点
仪器高
1,瞄准测距 2,瞄准测距
4、计 算未知 点坐标
1、点击“menu”键进入菜单选项
2、点击数字键“2” 入放样菜单选项
3、单击 “F4”键 确认建立文件夹
4、点击数字键“5” 进入后方交汇
大家有疑问的,可以询问和交流
《摄影测量学》第10讲-空间后方交会

0 0 Fx ( X S ,YS0 , Z S ,ϕ 0 , ω0 ,κ 0 ) → Fx0
0 (XS − XS ) +
(YS − YS0 ) +
0 (Z S − Z S ) +
(ω − ω0 ) +
∂Fx0 ∂κ
0 0 (κ − κ 0 ) + Fx ( X S , YS0 , Z S ,ϕ 0 , ω0 ,κ 0 )
内 容 安 排
• 单像空间后方交会概述 • 共线方程的线性化(难点) 共线方程的线性化(难点) • 利用共线条件方程解算像片的外方位元 点) ( 点)
[一]概述
1、什么叫单像空间后方交会 什么叫单像空间后方交会 利用地面控制点及其在片像上的像点, 利用地面控制点及其在片像上的像点,确定一 张像片外方位元素的方法。 张像片外方位元素的方法。
2
(
)
求:a = ?
取初值
任取a0=0: da = 6 由于:da = a − a0,a = a0 + da = 6 da = −36 / 13 = −2.8 取a0=6: 由于:da = a − a0,a = a0 + da = 3.2 da = −1 取a0=3.2 由于:da = a − a0,a = a0 + da = 2.2
S S
) + b2 ( Y − Y S ) + c 2 ( Z − Z S ) ) + b3 ( Y − Y S ) + c 3 ( Z − Z S )
a1 ( X − X S ) + b1 (Y − YS ) + c1 ( Z − Z S ) Fx = x + f =0 a3 ( X − X S ) + b3 (Y − YS ) + c3 ( Z − Z S ) Fy = y + f a 2 ( X − X S ) + b2 (Y − YS ) + c 2 ( Z − Z S ) =0 a3 ( X − X S ) + b3 (Y − YS ) + c3 ( Z − Z S )
单像空间后方交会

单像空间后方交会测绘学院 成晓倩1 概述1.1 定义利用一定数量的地面控制点和对应像点坐标求解单张像片外方位元素的方法称为空间后方交会。
1.2 所需控制点个数与分布共线条件方程的一般形式为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+-+--+-+--=--+-+--+-+--=-)()()()()()()()()()()()(33322203331110S S S S S S S S S S S S 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 (1)式中包含有六个外方位元素,即κωϕ、、、、、S S S Z Y X ,只有确定了这六个外方位元素的值,才能利用共线条件方程真正确定一张像片的任一像点与对应地面点的坐标关系。
个数:对任一控制点,我们已知其地面坐标)(i i i Z Y X 、、和对应像点坐标)(i i y x 、,代入共线条件方程可以列出两个方程式,因此,只少需要3个控制点才能解算出六个外方位元素。
在实际应用中,为了避免粗差,应有多余检查点,因此,一般需要4~6个控制点。
分布:为了最有效地控制整张像片,控制点应均匀分布于像片边缘,如下图所示。
由于共线条件方程是非线性的,直接答解十分困难,所以首先将共线方程改化为线性形式,然后再答解最为简单的线性方程组。
2 空间后方交会的基本思路分布合理 分布合理 分布不合理2.1 共线条件方程线性化的基本思路在共线条件方程中,令)()()()()()()()()(333222111S S S S S S S S S Z Z c Y Y b X X a Z Z Z c Y Y b X X a Y Z Z c Y Y b X X a X -+-+-=-+-+-=-+-+-= (2) 则共线方程变为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=--=-ZY fy y Z Xf x x 00 (3) 对上式两侧同乘Z ,并移至方程同侧,则有⎩⎨⎧=-+=-+0)(0)(00Z y y Y f Z x x X f (4) 令⎩⎨⎧-+=-+=Zy y Y f Fy Zx x X f Fx )()(00 (5) 由于上式是共线方程的变形,因此,Fy Fx 、是κωϕ、、、、、S S S Z Y X 的函数。
单片空间后方交会16页PPT

《摄影测量学》(上)第四章
单片空间后方交会
武汉大学
遥感信息工程学院 摄影测量教研室
主要内容
一、定义 二、误差方程和法方程 三、计算过程
一、定义
z y
x s(Xs, Ys, Zs)
Z a
bc
Y
A
C
B
根据影像覆盖范 围内一定数量的 分布合理的地面 控制点(已知其 像点和地面点的 坐标),利用共 线条件方程求解 像片外方位元素
共线条件方程
xx0
f
a1(XXs)b1(YYs)c1(ZZs) f a3(XXs)b3(YYs)c3(ZZs)
X Z
yy0f
a2(XXs)b2(YYs)c2(ZZs)f a3(XXs)b3(YYs)c3(ZZs)
Y Z
Y Z Xa a a1 3 2
b1 b2 b3
c1XXs XXs c c3 2Z Y Y ZssR1Z Y Y Zss
f H
sin
a 12
f H
cos
a 13
y y0 H
a 14
(x
x 0 )( y f
y0 )
cos
(f
(y
y0)2 f
) sin
a 15
(
f
(y
y 0 ) 2 ) cos f
(x
x 0 )( y f
y 0 ) sin
a16 ( x x 0 )
外方位元素的计算
当一张像片上至少有三个控制点时,误差方程矩阵形式
偏导数 1
x
f X
Z
( Z X)
X s
Z 2 X s
X s
f Z2
( a1Z
a3X
9-空间后方交会

a11 a12 Ai a21 a22
a13 a23
a14 a24
a15 a25
a16 a26
T
X dXS
dYS
dZS
d d d
li l x
ly
T
vi vx
vy
T
把所有像控点的误差方程列出后,构成总 误差方程,根据最小二乘间接评差原理可 列出法方程式:
五、空间后方交会实践
如何获取像片的六个外方位元素?
1)利用雷达;全球定位系统GPS;惯性导航系统.
2)空间后方交会:利用一定数量的地面控制点, 根据共线方程,反求像片的外方位元素。(已知 像片的内方位元素,至少三个地面点坐标并测出 相应的像点坐标)
计算要点:
1)计算的数学模型:共线方程按泰勒级数展开, 取一次项(线性化)。
2)在像片的四角选取四个或更多地面控制点,利 用最小二乘法平差计算。
计算步骤: 1)获取已知数据:比例尺1/m;H;内定向;控制点 地面坐标。
2)测量控制点的像点坐标。标刺,测量像框坐 标;像主点改正。 3)确定未知参数的初始值:竖直摄影时,角元 素初始值为零;线元素中,Zs0=H=mf; Xs0,Ys0取 控制点坐标的均值。
投 影 中 心 的 系 数
二、线性化-续
X Y Z
x xs 1 1 R R R y y s z zs
1 1
其中,R
R R R
1
1
1
把各偏导数代入整理得
f XX b2 Z Z ZZ x XX f sin XY f cos a 15 fsin ZZ ZZ x Yf a 16 Z fX f b1 YY f b2 XY y b 3 a 24 f b1 Z ZZ ZZ y XY f sin YY f cos a 25 fcos ZZ ZZ y X f a 26 Z x a 14 f Yf
《空间后方交会》课件

空间后方交会的应用场景
空间探测与导航
航天器与地面站交互
交会技术可以应用于太空探测器、 卫星导航等领域。
交会技术可以帮助航天器实现多 种复杂交互任务。
军事目标追踪和打击
交会技术在协助对地侦察、火箭 弹导引等领域发挥重要作用。
空间后方交会的方法
视觉方法
通过光电技术或摄像 技术,对目标或其周 围的环境进行测量。
机械、运动方 法
通过控制运动状态, 实现测量目标在空间 中的准确位置。
无线电技术
利用距离、方向和速 度等物理量进行测量。
其他方法
如激光测距等。
空间后方交会的主要流程
1
搜寻目标
识别和确定所有潜在的交会目标。
选择交会目标
2
选择与本体方法最好的目标,并记录其
相关参数。
3
计算测量参数
利用预先测量的角度数,计算目标与本
《空间后方交会》PPT课 件
本课程将向您介绍空间后方交会技术的定义、应用、方法、主要流程,以及 未来发展趋势和结论。
什么是空间后方交会
1 定义
空间后方交会是定向、定 位、核对方向或其他补充 信息的过程。
2 意义
3 应用
它有助于实现对目标的精 确控制与跟踪,是空间探 测中不可或缺的重要环节。
从探测卫星到导弹系统, 空间后方交会技术已得到 广泛应用。
结论
1 重要性
空间后方交会在人类探索宇宙和军事应用等领域具有广泛的应用前景。
2 挑战与机遇
因应新的应用需求和技术发展,空间后方交会面临着更高的技术要求和更丰富的发展机 遇。
3 技术需求
未来要加强交会技术的研究和应用,以满足精度和自主性要求的多样化需求。
后方交会

01 图上定位
目录
02 测绘
03 危险圆
04 精度
05 放样方法应用
图上定位
如果目的是在一张二维地图上大致确定自己的横纵位置(不考虑误差问题),按照如下步骤: 第一步:标定地图真北。 第二步:选取图上两个显眼的定位点A,B,并在实地找到此二点。 第三步:用指北针瞄准定位点A,读出指北针方位角。 第四步:在图上用指北针的尺边或三棱尺切准定位点A,作沿着既读方位角的双方向直线 第五步-第六步:对定位点B重复第三第四步 此时图上的交点O就是当前所站位置。测量和绘制两步可能产生各类误差,这些误差造成的线簇 会形成一个任意四边形(如“误差一览”图所示),实际所站位置就在此四边形之中。
测边后方交会放样方法简介
(1)测边后方交会放样方法
郑西客运专线新渭南车站施工放样利用Leica TCA1800型全站仪,测角精度为1″,测距精度为 1ppm+2ppm。LeicaTC系列的全站仪本身自带的程序里就有后方交会(自由设站法)。
具体步骤如下:在任意点P进行仪器整平→选择后方交会程序→输入任意点P点名→输入已知点A信 息(点名、坐标值)→盘左后视已知点A并测距→盘右后视已知点A并测距→输入已知点B信息(点名、 坐标值)→盘左后视已知点B并测距→盘右后视已知点B并测距→设置P点为测站点→测量或放样点 位。
该车站设计采用高架桥结构,在我国为首例。
一般放样方法的局限性
图1侧边后方交会自由设站放样承台示意图
在两级控制(CPⅠ,CPⅡ)建立起来以后,郑西客运专线渭南高架车站桥面系以下的施工测量工作 主要包括:定期进行控制复测,钻孔桩放样,放样承台边线,放样墩身,放样垫石边线,放样现 浇梁中线,调整悬灌模板,变形(沉降)监测等等。一般工程建筑物平面位置的测设方法有:直角 坐标法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等。随着科技的发展,测量仪器日益先进,全站仪 在工程建设领域的应用已经十分普及,建筑物平面位置的测设一般多采用全站仪极坐标法进行放 样。但是,为了避免施工过程中对控制点的破坏,更好的保护控制点,线性工程的控制一般沿线 路走向,布设在线路的两侧,导线控制点距离线路中心100m~200m。
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人生太短,聪明太晚(6)
❖ 人生短暂飘忽,包得有一首小诗这样写: ❖ 高天与原地,悠悠人生路; ❖ 行行向何方,转眼即长暮。 ❖ 正是道尽了人生如寄,转眼即逝的惶恐。 ❖ 有许多事,在你还不懂得珍惜之前已成旧事;有许多
人,在你还来不及用心之前 已成旧人。 ❖ 遗憾的事一再发生,但过后再追悔「早知道如何如何」
是没有用的,「那时候」已经过去,你追念的人也已 走过了你。
人生太短,聪明太晚(7)
❖ 一句瑞典格言说:「我们老得太快,却聪明得 太迟。」 不管你是否察觉,生命都一直在前进。
❖ 人生并未售来回票,失去的便永远不再得到。 ❖ 将希望寄予「等到方便的时间才享受」
人生太短,聪明太晚(8)
❖ 我们不知失去了多少可能的幸福 ❖ 不要再等待有一天你「可以松口气」,或是「麻烦都过去了」。 ❖ 生命中大部分的美好事物都是短暂易逝的, ❖ 享受它们、品尝它们, ❖ 善待你周围的每一个人, ❖ 别把时间浪费在等待所有难题的「完满结局」上。 ❖ 找回迷失的生命 ❖ 死亡也许是免费的 ─ 但是,却要付出生命的代价。 ❖ 劝大家一句话:把握当下,莫等待。
下面我们将各个偏导数的求法推演如下: 为书写方便,我们令共线方程中的分母、分子用下式表达:
X
a1( X A
X S ) b1(YA
YS ) c1(Z A
ZS )
Y a2 ( X A X S ) b2 (YA YS ) c2 (Z A ZS )
Z
a3( X
A
XS
)
b3 (YA
辛苦钱,去购买后世的安逸 ❖ 在台湾只要往有山的道路上走一走,就随处都可看到「农舍」
变「精舍」,山坡地变灵塔,无非也是为了等到死后,能图个 保障,不必再受苦。许多人认为必须等到某时或某事完成之后 再采取行动。明天我就开始运动,明天我就会对他好一点,下 星期我们就找时间出去走走;退休后,我们就要好好享受一下。
素的初始值为0,即 0 0 k0 0 ;线元素
中用,四个ZS角0 上H 的 m控f 制,X点S0,坐YS0标取的值平可均值,即:X S0
1 4
4 i 1
X tpi
YS 0
1 4
4
Ytpi
i 1
4) 计算旋转矩阵R:利用角元素的近似值计算 方向元素,组成旋转矩阵R。
5)逐点计算像点坐标的近似值:利用未知数 的近似值按照共线方程计算控制点像点坐 标的近似值(x),(y);
a21
y X S
1
Z
(a2 f
a3 y)
a22
y YS
1
Z
(b2 f
b3 y)
a23
y Z S1Z源自(c2 fc3 y)
另外,
x
f X Z
a14
2
(
Z
X)
Z
a15
x
f
2
( X
Z
Z
X)
Z
a16
x k
f
2
( X k
Z
Z k
X)
Z
a24
y
f
2
(Y
Z
Z
Y)
Z
y
f Y Z
a25
2
x
f
y f
a1( X A X S ) b1(YA YS ) c1(Z A ZS ) a3 ( X A X S ) b3 (YA YS ) c3 (Z A ZS ) a2 ( X A X S ) b2 (YA YS ) c2 (Z A ZS )
a3 ( X A X S ) b3 (YA YS ) c3 (Z A ZS )
sin 0 cos
则:
R
R1
cos
0
0 sin sin
1
0
0
0 0
cos 0
0
0
0 1 0 0
sin 0 cos cos 0 sin 1 0 0
将该式代入上式(a),得:
X
Y
Z
a1 a2 a3
b1 b2 b3
c1 0 0
c2
0
0
c3 1 0
1X A X S 0
出如下的每个点的误差方程式为:
Vx
x X S
dX S
x YS
dYS
x Z S
dZS
x
d
x
d
x k
dk
(x) x
Vy
y X S
dX S
y YS
dYS
y Z S
dZS
y
d
y
d
y k
dk
(y)
y
或写成: Vx a11dX S a12dYS a13dZS a14d a15d a16dk lx Vy a21dX S a22dYS a23dZS a24d a25d a26dk ly
❖ 等到......、等到.....,似乎我们所有的生命,都用在等待。
人生太短,聪明太晚(3)
❖ 「等到我大学毕业以后,我就会如何如何」我们对自己说 ❖ 「等到我买房子以后!」 ❖ 「等我最小的孩子结婚之后!」 ❖ 「等我把这笔生意谈成之后!」 ❖ 「等到我死了以后」 ❖ 人人都很愿意牺牲当下,去换取未知的等待;牺牲今生今世的
V lx ly T
若有n个控制点,构成总误差方程式 V AX L 根据最小二乘原理,得法方程式 AT PAX AT PL
由此得未知数的表达式
X ( AT A)1 AT PL
由于未知数的近似值往往是粗略的,因此,计
算必须通过逐渐趋近的方法,即用近似值与改 正数的和作为新的近似值,重复计算过程,求 出新的改正数,这样反复趋近,直到改正数小 于某一个限值为止。
上式是非线性函数,为了便于计算机计算,需要按泰勒级数展开,
舍弃二次项,使之线性化得:
x
(x)
x X S
dX S
x YS
dYS
x Z S
dZS
x
d
x
d
x k
dk
y
(y)
y X S
dX S
y YS
dYS
y Z S
dZS
y
d
y
d
y k
dk
式中,(x),(y)为函数的近似值。
dX S , dYS , dZS , d, d, dk 为六个外方位元素的改正数。
空间后方交会的计算过程
1)获取已知数据:从摄影资料中查取像片比例尺,平
均航高,内方位元素;从外业测量成果中,获取控 制点的地面测量坐标并转换为地面摄影测量坐标。
2)量测控制点的坐标:将控制点标刺在像片上,利用
立体坐标量测仪量测控制点的像框标坐标系坐标,
并经像主点坐标改正,得到像点坐标x,y;
3)确定未知数的初始值:在竖直摄影的情况下,角元
式中,m0 称为单位权中误差,计算公式为:
m0
[VV ] 2n 6
这里,n为控制点的总个数。
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附赠人生心语
人生太短,聪明太晚
a14
y sin
[
x f
(x cosk
y sin k)
f
c os k ] c os
a15
f
sin k
x f
(x sin k
y cosk)
a16 y
a24
x sin
[
x f
(x cosk
y sin
k
f
sin
k)
f
sin
k ] c os
a25
f
cosk
y f
(x sin k
y cosk
a26 x
0 YA YS
b3
0 Z A ZS b2
b3 0 b1
b2 b1 0
X
Y
Z
按照相仿得方法可得:
X
Y
Z sin k
Z cosk
Z X sin k Y cosk
X
Y
Y X
k
Z 0
将上述偏导数代入,可以求得其余的系数如下
❖ 一个人永远也无法预料未来,所以不要延缓想过的生活,不要 吝于表达心中的话, 因为生命只在一瞬间。
人生太短,聪明太晚(5)
❖ 记住! ❖ 给活人送一朵鲜花,强过给死人送贵重的花圈,每个
人的生命都有尽头,许多人经常在生命即将结束时, 才发现自己还有很多事没有做,有许多话来不及说, 这实在是人生最大的遗憾。 ❖ 别让自己徒留「为时已晚」的空余恨。逝者不可追, 来者犹未卜,最珍贵、最需要实时掌握的「当下」, 往往在这两者蹉跎间,转眼错失。
YS
)
c3 (Z A
ZS
)
各偏导数是系数,用新的符号表示,则:
x f
X
Z
y
f
Y
Z
a11
x X S
( f
X
)
Z f
X S
X X S
Z
Z
X S
2
Z
X
f
a1 Z a3 X
2
1
(a1 f
a3x)
Z
Z
同理可推导出
a12
x YS
1
Z
(b1 f
b3x)
a13
x Z S
1
Z
(c1 f
c3x)
其中:
lx
l
y
x (x) x f y (y) y f
a1( X A X S ) b1(YA YS ) c1(Z A Z S ) a3 ( X A X S ) b3 (YA YS ) c3 (Z A Z S ) a2 ( X A X S ) b2 (YA YS ) c2 (Z A Z S ) a3 ( X A X S ) b3 (YA YS ) c3 (Z A Z S )