前方交会
摄影测量解析基础(后方交会前方交会)
06
结果输出
输出目标点的三维坐标数据。
前方交会方法的优缺点分析
优点 不需要地面控制点，可以在未知环境中进行测量。
可以快速获取大范围的三维空间信息。
前方交会方法的优缺点分析
• 适用于动态目标和快速测量场景。
前方交会方法的优缺点分析
01
缺点
02
03
04
对光照条件敏感，光照变化会 影响测量精度。
对摄影图像的质量要求较高， 需要清晰、分辨率高的图像。
随着科技的不断发展，摄影测量技术也在不断进步和完善，其在各个领域的应用 也日益广泛和深入。
摄影测量的历史与发展
01
摄影测量起源于19世纪中叶，当时人 们开始使用胶片相机进行地形测量。 随着技术的发展，数字相机逐渐取代 了胶片相机，使得摄影测量更加便捷 和高效。
02
近年来，随着计算机技术和人工智能 的飞速发展，摄影测量技术也取得了 重大突破。例如，无人机技术的兴起 使得摄影测量更加灵活、快速和安全 ；计算机视觉和深度学习技术的应用 则提高了影像解析的自动化和智能化 水平。
在复杂地形和遮挡严重的环境 中，前方交会方法可能会失效
。
05 实际应用案例
Hale Waihona Puke 后方交会方法应用案例总结词
通过已知的摄影站和地面控制点，解算出摄影中心和地面点的空间坐标。
详细描述
后方交会方法常用于地图更新、地籍测量和城市三维建模等领域。例如，在城市三维建模中，利用后方交会方法 可以快速准确地获取建筑物表面的空间坐标，为构建真实感强的城市三维模型提供数据支持。
图像获取
获取至少两幅不同角度的摄影图像。
01
02
像片处理
对图像进行预处理，包括图像校正、去噪等 操作。
第12讲空间前方交会
S Z
Y
B
BX
a
Y X A S
Z Y
S
X
BZ
BY
a
Z
X
Y S
[二]空间前方交会公式
XYN NXYB BYX
NX NY
(5)
ZNZBZ NZ Z
Y
B
(c)
N
BX Z BZ X XZ ZX
S
BX
a
N
BX Z BZ X XZ ZX
Z
Y X A
A
Z Y
S
S BZ
X
BY
a
Z
X
Y
[二]空间前方交会公式
B
B
2 X
B
2 Y
B
2 Z
[三]模型点坐标和地面点坐标的计算过程 1、模型点坐标的计算 a. 连续像对相对定向之后，模型点坐标的计算过程
原始数据
确定角方位元素和基线分量
计算左右片在摄测坐标系中旋转 矩阵的方向余弦
a1 a2 a3
b1
b2
b3
E
c1 c2 c3
a1 a 2 a 3
b1
b 2
(X,Y,Z),(X,Y,Z)
计算投影系数 N和 N 计算模型点坐标（ X,Y,Z）
X NX
Y
1 2
(NY
NY
BY
)
Z NZ
为什么Y 取中数？
X,Z?
[三]模型点坐标和地面点坐标的计算过程 1、模型点坐标的计算 a. 连续像对相对定向之后，模型点坐标的计算过程
Z Y
Z
XYNNXYBBYX
Z
BZ
N f
[二]空间前方交会公式
前方交会测量实习报告
前方交会测量实习报告一、实习目的与任务本次实习的主要目的是让我们掌握前方交会的基本原理和方法，熟悉相关的测量仪器和工具的使用，提高我们的动手操作能力和解决实际问题的能力。
实习任务包括进行前方交会测量，计算交会的成果，并对测量结果进行精度分析。
二、实习原理前方交会是一种常用的测量方法，它通过在两个或多个测站上使用测角仪器（如经纬仪或全站仪）进行观测，确定测站之间的方位角和距离，从而达到确定测站位置的目的。
前方交会的基本原理是利用测站上的测角仪器测得的目标方向和测站之间的距离，通过计算求得测站的位置。
三、实习过程在实习过程中，我们首先进行了理论学习的环节，了解了前方交会的基本原理和方法，熟悉了相关的测量仪器和工具的使用。
然后，我们在老师的指导下，进行了实际操作，包括设置测站、观测目标、记录数据等步骤。
在实际操作中，我们使用了经纬仪和全站仪进行观测，通过测角仪器测得了目标方向和测站之间的距离。
然后，我们利用测量数据，通过计算求得了测站的位置。
在计算过程中，我们使用了专业的测量软件，提高了我们的计算效率和精度。
四、实习成果与分析通过实习，我们成功地完成了前方交会测量，计算出了测站的位置。
通过对测量结果的精度分析，我们发现测量结果的精度符合要求，达到了预期的效果。
在实习过程中，我们不仅提高了自己的动手操作能力，还学会了与他人合作，提高了团队协作能力。
同时，我们也深刻体会到了测量工作的重要性和精密性，增强了自己的专业素养。
五、实习总结通过本次实习，我们对前方交会测量有了更深入的了解，熟悉了相关的测量仪器和工具的使用，提高了自己的动手操作能力和解决实际问题的能力。
同时，我们也学会了与他人合作，提高了团队协作能力。
我们相信，这次实习对我们今后的学习和工作中会有很大的帮助。
空间前方交会程序使用说明
空间前方交会程序使用说明（一）空间前方交会原理用空间前方交会法测定空间点的三维坐标常用于高精度的工业测量，例如控制装配、整机安装、轴线校正等，这些测量工作往往要求在现场快速给出大量观测点的计算结果。
空间前方交会的原理如图1所示，A 、B 为安置两台精密工业测量经纬仪（或全站仪）的测站中心点，P 1、P 2为长度L 的基准尺的两个端点。
以A 为原点，其天顶方向为Z 轴，AB 的水平方向AB′为X 轴，建立右手独立坐标系A-XYZ ；首先在测站A 、B 点分别观测基准尺两端 P 1、P 2点水平角)2,1(,=i i i βα与天顶距)2,1(,)()(=i Z Z B i A i ，以及AB 间的天顶距（AB 的高差h 未知时），计算基线AB 的长度b ，然后由A 、B 两点对各空间目标进行交会定点。
AZX图1 空间前方交会原理（二）空间前方交会计算公式1．基线尺端点的三维坐标计算若A 、B 两点基线的近似长度为0b ，则根据图1的几何关系，可导得由A 点计算P i 点三维坐标的公式为)sin(cot sin )sin(sin sin )sin(sin cos )(0)(00i i A i i A i i i i i i i i i i i Z b z b y b x βαββαβαβαβα+=+=+= （1）从B 点计算P i 点的z 坐标的公式为h Z b z i i B i i B i ++=)sin(cot sin )(0)(βαα （2）从A 、B 点测定P i 点的z 坐标之差及其平均值为：)()(B i A i i z z z -=∆ （3）)(21)()(B i A i i z z z +=（4） 2．两台全站仪间的高差计算两台全站仪横轴之间的高差h 可以用瞄准大致在水平方向的同一个目标，分别用三角高程测量的方法测定其高差，按两台仪器测得高差之差计算h 。
3．测站中心点间的基线长度计算由基准尺的两个端点P 1、P 2的坐标可求得计算基准尺的计算长度为：2212212210)()()(z z y y x x L -+-+-= （5）如果基准尺水平安置，则可用下式计算；2212210)()(y y x x L -+-= （6）因基准尺精确长度L 已知，可按下式计算基线精确长度，L Lb b = （7） 4．目标点三维坐标计算求得了基线的精确长度b ，可交会计算任何目标点的三维坐标，为了便于计算器的程序编制，计算公式（1）、（2）进行改写如下：)sin(sin )sin(sin i i iB i i iA bD b D βααβαβ+=+= （8）iA i i A i D y D x ααsin cos == （9）hZ D z Z D z B i B B i A i A A i +÷=÷=)()()()(tan tan （10）（三）空间前方交会计算LISP程序设计根据空间前方交会计算的特点：（1）从两个测站向目标点观测水平角和天顶距的前方交会计算需要多次进行；（2）每个角度的“度.分秒”记录数值都需要化为弧度单位才能在LISP程序中运算；（3）读取文件中的每一行角度观测值（水平角和天顶距）均以字符形式记录，需要分段区分并作数据的类型转换。
前方交会的名词解释
前方交会的名词解释在道路交通中，我们常常会遇到前方交会的情况。
所谓前方交会，是指车辆在道路上前进过程中，与其他来自不同方向的车辆交汇在一起的情景。
这种交会时常出现在十字路口、岔路口、环岛等地方。
本文将对前方交会进行详细的解释，包括其含义、规则和注意事项。
一、前方交会的含义前方交会是指两辆或多辆车辆在道路上相遇的情况。
这时候，车辆之间必须根据交通规则和交通信号的指示，遵守相应的交通规则和行车顺序。
前方交会是道路交通中最常见的交通情况之一，也是容易发生事故的地方。
二、前方交会的规则在前方交会中，车辆必须严格遵守交通规则，以确保交通有序、安全通行。
以下是一些常见的前方交会规则：1. 交通信号：如果前方有交通信号灯存在，车辆必须根据信号灯的指示行驶。
红灯表示停车，绿灯表示前进，黄灯表示警告。
2. 右侧先行：在无交通信号灯的情况下，有时候会遇到没有明确标记的交叉口。
这种情况下，右侧车辆有优先行驶权，左侧车辆需要礼让右侧车辆。
3. 右转优先：在行驶过程中，如果需要右转，车辆享有优先行驶权。
其他车辆需要礼让右转车辆。
4. 直行优先：如果两辆车辆同时面对面地行驶，其中一辆要右转，另一辆要直行，那么直行车辆先行。
5. 让行标记：在一些繁忙的路段，为了保证交通顺畅，会设置让行标记，车辆必须根据标志指示进行让行。
三、前方交会的注意事项1. 观察周围：在前方交会时，驾驶员需时刻保持警觉，观察周围的交通情况，特别是无信号灯的十字路口。
如有需要，可以低速行驶，以确保安全。
2. 使用方向指示器：在交会前，驾驶员应提前打开方向指示器，向其他车辆和行人明确自己的出行意图，这样可以减少交通事故的风险。
3. 礼让行人：前方交会时，驾驶员应该特别留意行人的安全。
如果有行人要通过斑马线或横穿马路，在没有行人信号的情况下，驾驶员应该主动避让行人，确保他们的安全。
4. 保持车距：在前方交会时，驾驶员应与前方车辆保持足够的车距，以便在紧急情况下有更充分的反应时间。
角度前方交会法原理
角度前方交会法原理角度前方交会法是一种基本的测量方法，主要用于确定某一点的位置，特别是在野外测量和工程建设中。
该方法利用三角形相似性原理，将测量和计算过程分解为若干个简单的步骤，从而得到准确的测量结果。
本文将对角度前方交会法的原理、步骤和应用进行详细讲解。
角度前方交会法的原理角度前方交会法是基于三角形相似性原理的建立的。
三角形相似性原理指的是两个三角形的对应角度相等，对应边成比例关系。
在以下的图形中，三角形 ABC 和 DEF 相似，因为∠ABC =∠DEF，∠ACB =∠DFE和∠BAC =∠EDF。
与BC、AC、DC、EF、DF和DE相似的边成比例，即，BC/EF = AC/DF = DC/DE利用三角形相似性原理，可以得到角度前方交会法的基本原理：在已知两个点的位置和与这些点的连线所成夹角的情况下，可以测量出另外一个点的位置。
角度前方交会法的步骤角度前方交会法的测量可以分为以下步骤：第一步：在地面上确定两点的位置，并测量两点之间的距离。
这些点可以是明显的位置、桩点、或者标志物。
必须确认这些点的位置是精确的，以确保后续步骤的准确性。
第二步：测量这两点之间的夹角（或者方位角）。
这可以通过使用方位仪或者经纬仪测量得出。
如果使用经纬仪，则需要确定两点之间的经度和纬度，并计算方位角。
第三步：在第一点位置处测量与第一条线相交的第二条线的夹角（或者方位角），并测量与第二点位置的连线所成的夹角（或者方位角）。
记住将仪器调整到正确的方向上，确保夹角或者方位角的准确性。
第四步：从两个已知点的位置向前方测量出第三条线。
可以使用三角板或者望远镜或者其他测量仪器来测量这条线。
第五步：将第三条线的长度和与前两条线相交的夹角输入计算器。
计算器将使用三角形相似性原理来计算出第三条线相对于第一个点的位置。
确定了第三条线的位置之后，就可以测量和计算与该点相交的其他线。
角度前方交会法的应用角度前方交会法主要应用于建筑、土木工程和地理学中。
摄影测量学 第三章 立体像对空间前方交会
Z1
Y2
Y1
X2
s1
Z1
X1
X1
Ztp
Ytp Xs1 M
Zs1 Y1
(XA, YA, ZA) Ys1 Xtp
摄影基线
s2
B
BZ= Zs2 –Zs1 BY= Ys2 –Ys1
s1
BX= Xs2 –Xs1
同名光线投影
S1 A X A X S1 YA YS1 Z A Z S1 N S1a1 X1 Y1 Z1
YA YS1 NY1 YS2 N ' Y2 Z A Z S1 NZ1 Z S2 N ' Z 2
BX X S2 X S1 NX 1 N ' X 2 BY YS2 YS1 NY1 N ' Y2 BZ Z S2 Z S1 NZ1 N ' Z 2
二、立体像对前方交会的定义
z1 y1 S1 Z a1(x1,y1) x1 y2 S2 a2(x2,y2) x2 z2
Y
A(X,Y,Z)
由立体像对 中左右两像 片的内、外 方位元素和 同名像点的 影像坐标量 测值来确定 相应地面点 在物方空间 坐标系中坐 标的方法
X
Z2
三、基本公式
1、点投影系数法
(1)、(3)式 联立求解
BX Z 2 BZ X 2 N X 1Z 2 X 2 Z1 BX Z1 BZ X 1 N' X 1Z 2 X 2 Z1
BX X S2 X S1 BY YS2 YS1 BZx1 Y R y 1 1 1 Z1 f
由外方位角元素计算像空间辅助坐标 计算点投影系数 N1 , N2 计算地面坐标 XA, YA, ZA
前方交会法
前方交会法什么是前方交会法前方交会法是一种用于确定两个航空器在空中相对位置的方法。
在飞行中，飞行员需要准确判断其他航空器与自己的相对位置，以确保航空器的安全。
前方交会法就是一种常用的方法，通过观察目标航空器在飞行中的水平位置和垂直位置变化，确定其与自己的相对位置和相对速度。
前方交会法的原理前方交会法的原理基于几何关系以及飞行物体在空中的运动规律。
在空中，我们可以将飞行器的运动轨迹看作一条直线。
当两个飞行器相对静止时，它们的运动轨迹是平行的。
当两个飞行器发生交会时，它们的运动轨迹会有交点。
通过观察两个飞行器的相对位置的变化，可以判断它们是否在交会的轨迹上。
具体的判断方法有两种：1.水平分离法：观察飞行器在水平方向上的位置变化，如果两个飞行器的水平位置不断接近，那么它们就有可能在交会轨迹上。
2.垂直分离法：观察飞行器在垂直方向上的位置变化，如果两个飞行器的垂直位置不断接近或者相互远离，那么它们就有可能在交会轨迹上。
如何使用前方交会法确定相对位置使用前方交会法来确定两个飞行器的相对位置需要以下步骤：1.观察目标飞行器在水平方向上的位置变化，如果它与自己的距离逐渐缩小，说明它在自己前方。
2.观察目标飞行器在垂直方向上的位置变化，如果它在自己的上方，则可以判断它在前方上方。
3.观察目标飞行器在垂直方向上的位置变化，如果它在自己的下方，则可以判断它在前方下方。
4.根据观察到的水平位置和垂直位置变化，可以综合判断目标飞行器与自己的相对位置和相对速度。
在使用前方交会法进行判断时，需要考虑飞行器的飞行速度和方向，以及观察的时间间隔。
如果时间间隔过长，可能会导致判断不准确。
注意事项在使用前方交会法进行判断时，需要注意以下事项：1.观察目标飞行器的运动轨迹时，尽量选择距离自己较远的飞行器。
距离较近的飞行器由于运动速度较快，可能会造成观察不准确。
2.观察目标飞行器的位置变化时，要注意自己的飞行姿态和方向的变化。
自己的飞行姿态和方向的变化可能会对观察到的位置变化造成影响。
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10.3.1 测量原理
图10-4所示为双曲线拱坝变形观测图。
为精确测定等观测点的水平位移，首先在大坝的下游面合适位置处选定供变形观测用的两个工作基准点E和F；为对工作基准点的稳定性进行检核，应根据地形条件和实际情况，设置一定数量的检核基准点（如C、D、G等），并组成良好图形条件的网形，用于检核控制网中的工作基准点（如E、F等）。
各基准点上应建立永久性的观测墩，并且利用强制对中设备和专用的照准觇牌。
对E、F两个工作基点，除满足上面的这些要求外，还必须满足以下条件：用前方交会法观测各变形观测点时，交会角（见图
10-4）不得小于，且不得大于。
图10-4 拱坝变形观测图
变形观测点应预先埋设好合适的、稳定的照准标志，标志的图形和式样应考虑在前方交会中观测方便、照准误差小。
此外，在前方交会观测中，最好能在各观测周期由同一观测人员以同样的观测方法，使用同一台仪器进行。
图10-5 角度前方交会法测量原理
利用前方交会法测量水平位移的原理如下：如图10-5所示，A、B两点为工作基准点，P为变形观测点，假设测得两水平夹角为，则由A、B两点的坐标值和水平角观测值、
可求得P点的坐标。
从图10-5可见：
（10-3a）
（10-3b）其中可由A、B两点的坐标值通过“坐标反算”求得，经过对（10-3）式的整理可得：
（10-4a）
（10-4b）
第一次观测时，假设测得两水平夹角为和，由（10-4）式求得P点坐标值为
，第二次观测时，假设测得的水平夹角为和，则P点坐标值变为，那么在此两期变形观测期间，P点的位移可按下式解算：
，，
P点的位移方向为：。
10.3.2 前方交会法的种类
前方交会法有三种：测角前方交会法、测边前方交会法、边角前方交会法。
其观测值和观测仪器见表10-5。
表10-5 前方交会法的种类
种类测角交会法测边交会法边角交会法
观测值,D
1,D
2,,D1,D2
观测仪器精密经纬仪光电测距仪精密全站仪
10.3.3 测角前方交会法误差分析
下面以测角前方交会法为例来说明前方交会法测定观测点水平位移的误差来源。
主要误差来源有如下四个方面：
（1）测角误差
若设，则可推出由测角误差而产生的点位位移值的误差为（推导过程略）：
前方交会时测角中误差m是位移测定时误差的主要来源之一，测角精度除与仪器精度等级、测回数和作业人员的水平有关外，还与仪器的对中精度、觇牌的图案等因素有关。
（2）交会角及图形的影响
① 在交会角不变的情况下，当水平角＝（对称交会）时，交会最为有利，即此时位移值的测量精度最高；
② 假设＝，在对称交会时不同的交会角所得到的P点误差椭圆如图10-6所示；当＝90o时，P点的误差椭圆为误差圆；当＝左右时精度最好；当>90o时，与基线AB 平行的方向，其误差较大；当<90o时，与基线AB垂直的方向，其误差较大。
一般规定：交会角不应小于，且不应大于。
以上结论对制定变形观测方案有较大的帮助。
图10-6 测角交会法误差椭圆
（3）交会基准线丈量精度的影响
图10-7 角度前方交会法基线丈量精度的影响
如图10-7，若AB为正确的交会基线，是含有误差的交会基线。
为正确的位移值，为在误差影响下所测得的位移值。
是P点的位移值，以表示，那么有：
由上式可知，基线丈量精度与P点位移值的范围以及位移值的测定精度有关。
尽管在前方交会中对工作基点之间的丈量精度要求不高，但是，为了要检验工作基点的稳定性，一般仍应把工作基点包括在一个有较高精度的变形控制网中。
（4）外界条件的影响
在坝区前方交会中，应该特别注意旁折光的影响，一定要保证视线离开障碍物有一定距离并尽量选取有利的观测时间进行观测工作，这对提高交会精度有很大的实际意义。
10.3.4 测边交会法测量水平位移
如图10-8所示，A、B为两个工作基点且已知，测边交会时，可在A、B两点上架设测距仪，测量出水平距离a、b，根据余弦定理可得：
图10-8 测边交会法测量水平位移
，
（10-5）设方位角为已知，那么：
（10-6）
经误差分析可知，测边交会精度的变化较小，即受图形结构的影响较小，而测角交会精度受图形影响较大，所以测边交会在实际工作中使用价值更好些，并且精度相对于测角交会来讲更高些，此外，对某些特殊变形观测点，仅靠测角交会或者测边交会不能满足其精度要求时，可采用边角交会法（同时测量角度和距离），这样可以有效提高对这些特殊观测点的测量精度。
10.3.5 前方交会法测量注意事项
① 各期变形观测应采用相同的测量方法、固定测量仪器、固定观测人员；
② 应对目标觇牌图案进行精心设计；
③ 采用角度前方交会法时，应注意交会角要大于30°，小于150°；
④ 仪器视线应离开建筑物一定距离（防止由于热辐射而引起旁折光影响）；
⑤ 为提高测量精度，有条件最好采用边角交会法。
10.3.6 实例
【例10-1】如图10-9，已知：＝2471.2145m，＝6324.2871m，＝2229.2866m，＝6509.9063m，＝304.9321m。
（角度前方交会法）首次测量（角度）值：＝
60°31′25.5′，＝63°11′36.3″；第次测量（角度）值：＝60°31′29.8″，＝63°11′41.3″。
试求第次观测的位移值。
图10-9 前方交会法测量水平位移
解：按公式（10-4）计算，首次观测时，P点坐标值为：
＝2516.8708m，＝6648.2877m。
同样按公式（10-4）计算，第次观测时，P点坐标值为：
＝2516.8795m，＝6648.3004m。
所以，第次观测的位移值为：
＝－＝8.7mm；＝－＝12.7mm。
＝15.4mm
＝55°35′14″
【例10-2】如图10-9，起始数据同“例10-1”。
（测边前方交会法）首次测量（边长）值：＝327.2016m，＝319.1458m；第次测量（边长）值：＝327.2141m，＝319.1598m。
试求第次观测的位移值。
解：按公式（10-5）和公式（10-6）计算，首次观测时，P点坐标值为：
＝2516.8708m，＝6648.2877m。
同样按上述公式进行计算，第次观测时，P点坐标值为：
＝2516.8808m，＝6648.2989m。
所以，第次观测的位移值为：
＝－＝10.0mm；＝－＝11.2mm。
＝15.0mm
＝48°14′23″。