2-4 航空摄影坐标系
摄影测量
1绪论◆摄影测量学的定义与任务1、摄影测量学[Photogrammetry]摄影测量学是利用摄影机或其它传感器采集被测对象的图像信息，经过加工处理和分析，获取有价值的可靠信息的理论和技术的一门学科。
摄影测量是利用摄影机或其他的遥感器采集被测对象的图像信息，经过加工处理和分析，获取有价值的可靠信息的理论和技术。
◆摄影测量学的发展历史–1851~1859年，劳赛达特提出和进行交会摄影测量，这被称为摄影测量学的真正起点。
–二十世纪初，发明立体观察方法。
1901年，立体坐标量测仪问世。
主要用于地面摄影测量。
–1900~1960年，为模拟法摄影测量阶段。
–1950~1980年，为解析法摄影测量阶段。
–1980~至今，为数字摄影测量阶段。
◆摄影测量学的分类●按技术方法分：模拟摄影测量(1900~1960年)解析摄影测量(1950~1980年)数字摄影测量(1980年~~~)◆摄影测量的主要阶段及特点1、模拟摄影测量(1900~1960年)，这一时期的特点：（1）使用的影像资料为硬拷贝像片。
（2）利用光学机械模拟装置,实现了复杂的摄影测量解算。
（3）得到的是（或说主要是）模拟产品。
（4）摄影测量科技的发展可以说基本上是围绕着十分昂贵的立体测图仪进行的。
（5）利用几何反转原理，建立缩小模型。
（6）最直观，好理解。
2、解析摄影测量(1950~1980年) ，这一时期的特点：（1）使用的影像资料为硬拷贝像片。
（2）使用的是数字投影方式,用精确的数字解算代替了精度较低的模拟解算。
（3）得到的是模拟产品和数字产品。
（4）引入了半自动化的机助作业, 因此,免除了定向的繁琐过程及测图过程中的许多手工作业方式。
但需要人用手去操纵(或指挥)仪器,同时用眼进行观测。
3、数字摄影测量(1980年~~~) ，这一时期的特点：（1）使用的影像资料为数字影像或数字化影像（2）使用的是数字投影方式,用精确的数字解算代替了精度较低的模拟解算。
无人机航测技术与应用课件：航空摄影测量基础
航摄像片的特点
当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上构像相对于理想 情况下的构像所产生的位置差异称像点位移
航摄像片与地形图的区别 1）投影方式的不同：地形图为正射投影，航摄像片为中心投影
AC B
c ab
c ba S
B
A
C
2）航片存在两项误差：像片倾斜引起的像点位移，地形起
伏引起的像点位移
s
5.2双像解析摄影测量
5.2.1共线方程 4共线方程
X
Y
Z1
X A X s YA Ys Z A Zs
X
Y
Z
1
X A
YA ZA
Xs Ys Zs
X x a1 a2 a3 x
Y Z
R y f
bc11
b2 c2
b3 c3
y f
5.2双像解析摄影测量
y
RT
Y
a2
b2
c2
Y
f Z a3 b3 c3Z
其中R是一个正交矩阵，它由9个方向余弦构成
5.2双像解析摄影测量
5.2.1共线方程 3空间直角坐标系的旋转变换
a1 a2 a3 cos Xx cos Xy cos Xz
R b1
b2
b3
c
osYx
cosYy
第二章--航空摄影测量的基本知识
第二章航空摄影测量的基本知识主要内容1.航摄仪和感光材料2.航摄基本知识与其作用比例尺重叠度〔航向旁向〕相片偏角3.投影比较：类型特点第一节航空摄影仪与感光材料一、航空摄影仪指航空摄影机、地面摄影测量用的摄影经纬仪,以与近景摄影测量用的摄影机,简称摄影机.主要由暗箱和镜箱构成.1.镜箱物镜物镜筒座架框标平面镜箱体是一个可调节摄影物镜与像平面之间距离的封闭筒2.暗箱：3.框标平面:镜箱体后端为一金属框架,研磨成极为精确的平面作用：像点坐标量测3.框标坐标：在框标平面内区其交点作为坐标原点,建立起框标直角坐标系.航摄软片紧密贴附在框标平面上,所以框标平面即为像平面的位置.4.像主点：摄影机主光轴与像平面的交点5.摄影机主距〔像片主距〕：摄影机物镜后节点到像片主点的垂距称为摄影机主距,也叫像片主距,一般用字母f表示.二、分类〔一〕按摄影物镜焦距和像场角分为：1.短焦距航摄仪,f＜150 mm,相应的像场角为β＞100º；2.中焦距航摄仪f:150 mm＜＜300 mm,像场角为70º＜β＜100º；3.长焦距航摄仪f＞300 mm,相应的像场角为2≤70º.二、分类〔二〕按照像幅〔正方形〕大小分：1.短焦距航空摄影机的像幅多为18 cm×18 cm2.中焦距航空摄影机的像幅有18 cm×18 cm和23 cm×23 cm3.长焦距航空摄影机的像幅多为23 cm×23 cm和30 cm×30 cm第二节航空摄影测量对摄影资料的基本要求•测绘地形------摄影多采用竖直摄影方式,即航摄机在曝光瞬间物镜主光轴保持垂直于地面.•《航空摄影测量规X》要求像片倾角应小于2º～3º.竖直航空摄影：面积、带状和独立地块航空摄影三种.面积航空摄影：主要用于测绘地形图或进行大面积资源调查.带状航空摄影：主要用于公路、铁路、输电线路定线和江、河流域的规划与治理工程等.独立地块航空摄影：主要用于大型工程建设和矿山勘探部门,这种航空摄影只拍摄少数几X具有一定重叠度的像片.一、航空摄影测量对空中摄影的基本要求1.摄影比例尺：由摄影机主距和摄影高度之比摄影比例尺的变化要有一定的限制X围,按照摄影测量规X要求,像片比例尺分母的相对误差一般不超过5%2.摄影航高：指摄影飞机在摄影瞬间相对于某一所取基准面的高度基准面不同------相对航高和绝对航高绝对航高是指摄影物镜相对于大地水准面的高度,是指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度相对航高是指摄影机物镜相对于某一基准面的高度,通常称为摄影航高.它是相对于被摄区域内地面平均高程基准面的设计航高.相对航高是确定航摄飞机飞行的基本数据,摄影比例尺确定后,相对航高可按计算得到.摄影测量规X规定,同一航带内最大航高与最小航高之差不得大于30 m,摄影区域内实际航高与设计航高之差不得大于50 m.•３.航向重叠与摄影基线•航向重叠p%：相邻两X像片沿航线方向对所摄地面的重叠•作用：保证立体模型之间的连接•表示：以像幅边长的百分数表示摄影基线：两摄影站之间的距离相片基线b:S1与S2之间的距离地面基线B：B=b*m•像片的重叠是立体观察和像片连接所必需的条.４.旁向重叠与航线间距旁向重叠q%：面积摄影中两相邻航带像片之间重叠作用：相片连接中防止漏摄航线间距Dy:相邻航带间的距离•航向重叠p%：立体观测•旁向重叠q%:防止因地形起伏漏摄〔中心投影〕•在航向方向必须要使三X相邻像片有公共重叠影像,这一公共重叠部分称之为三度重叠部分5.像片旋偏角像片的旋偏角k:相邻两像片的主点连线与像幅沿航带飞行方向的两框标连线之间的夹角.原因：摄影时航摄机定向不准确影响：影响像片的重叠度,给航测内业作业增加困难.外方位元素规X：航摄规X规定要求像片的旋偏角小于6°,个别最大不应大于8°,而且不允许连续三X像片有超过6°的情况.第三节中心投影的基本知识1.投影类型：中心投影〔单中心多中心〕斜投影正摄投影2.航片------中心投影地形图----正摄投影地形图的数学特征：一是地形图上任意两点间的距离与相应地面点的水平距离之比为一常数,等于该地形图的比例尺；二是由地形图上任一点引出的两方向线间的夹角,等于地面上对应的水平角.航片——中心投影理想状况：p水平,地面水平,航片—正摄投影,可直接作为地形图使用〔缩放至某一比例尺〕实际：p倾斜,地面起伏航片：比例尺不唯一,方向夹角与地面夹角不等存在像点偏移航片不可直接作为地形图使用第四节航摄像片与地形图的区别一、投影不同产生的比例尺差异二、表示方法不同产生的图面内容差异。
CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系及转换
CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的关系及转换摘要：本文论述了CGCS2000坐标系与WGS84坐标系定义、实现方法及相互关系，并指出了在实际工作中2种坐标系相互使用、转换时需要注意的问题。
关键词：CGCS2000坐标系；WGS84坐标系；框架；历元；扁率1 前言2000国家大地坐标系简称CGCS2000坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，2008年7月1日我国CGCS2000坐标系的正式启用，其优越性也经逐步得到体现，各级测绘成果也逐步的向其过渡，WGS84坐标系是美国国防部制图局建立起的坐标系，目前主流航空摄影定位设备均采用美国的GPS系统，获取的数据成果均采用WGS84坐标系，CGCS2000坐标系与WGS84坐标系同属地心坐标系，表现形式以及坐标数值差异不大，实际工作中容易对这2种坐标系进行混淆，本文对这2种坐标系的定义、实现方法及相互关系做了较详细的介绍，并指出这2种坐标系在使用及转换时应注意的问题。
2 2000国家大地坐标系定义和实现2000国家大地坐标系（china geodetic coordinate system 2000），缩写为CGCS2000，它是全球地心坐标系在我国的具体体现，其定义包括坐标系的原点、三个坐标轴的指向、尺度以及地球椭球的4个基本参数的定义，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，Z轴由原点指向历元2000的地球参考极的方向，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。
CGCS2000坐标系实现分为3个层次，第一层次为CGCS连续运行GPS网，是由全球均匀分布的47个IGS站作为控制框架，平差后站坐标精度约为3mm，速度精度为1mm/a，第二层次为2000国家GPS控制网，包括全国GPS一、二级网，国家GPSA、B级网，地壳运动监测网和地壳运动观测网络工程网，共约2500多个点，是在国际IGS站以及中国地壳运动观测网络工程网点联合平差组成，三维地心坐标精度为3cm，第三层次为全国天文大地控制网，大约5万个点，是由全国天文大地控制网与2000GPS控制网联合平差后得来，其三维点位误差为0.3m，平均平面点位精度达到±0.11m，大地高误差不超过0.5m，CGCS2000坐标系采用ITRF97框架，实现历元为2000.0，投影方式多采用高斯-克吕格投影。
第3章 摄影测量基础知识(1-4)
第三章 摄影测量基础知识
主要内容
一、航空摄影 二、中心投影与正射投影 三、航片上的点、线、面 四、摄影测量常用坐标系 五、像片的内、外方位元素 六、坐标变换 七、中心投影构像方程 八、像点位移
§3-1 航空摄影
一、摄影比例尺与摄影航高
摄影比例尺：航摄像片上一线段与 地面上相应线段水平距离之比 。
2.像片的重叠 航向重叠：同一航线内相邻像片之间的影像重叠60%-65%，最 小>53%
H = ml f B = ml( 1 − p%) L=l
旁向重叠：相邻航线之间的影像重叠，30%-40%最小>15%
q% L
L
(1 − q %) L
3.像片倾角 摄影机轴与铅直方向的夹角 α 垂直摄影：像片倾角小于<2 ，最大不超过3
作用：描述像点在像空间的位置 原点：摄影中心S 坐标轴：x、y轴与像平面坐标系的轴平行，z轴与摄影机轴重合
(x, y,−f )
三、像空间辅助坐标系（右手直角坐标系） S − uvw
作用：过渡性坐标系 原点：摄影中心S 坐标轴：视需要而定(怎样取? )
1. uvw 轴分别平行于地面 摄影测量坐标系 D − XYZ
•航空摄影时像片不能严格保持水平 •地形起伏
1 l = m L
因此航摄像片上的影像比例尺处处不等，摄影 比例尺是平均比例尺
航高：取摄区内的平均高程面作为 摄影基准面时，摄影机的物镜中心 至该面的距离，一般用H表示。
f 1 = m H
绝对航高：摄影瞬间摄影机物镜中心相对于平均海水面 的航高。 相对航高：摄影瞬间摄影机物镜中心相对于其它某一基 准面或某一点的高度。
2. 以每条航线第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系
航空摄影地形测量技术总结报告
安徽省池州长九（神山）灰岩矿项目物流廊道工程地形测量技术工作总结批准：审核：校核:编写：中国水利水电第八工程局有限公司科研设计院2016年3月目录一、任务概况 (3)二、测区自然地理概况和已有资料情况 (3)2.1测区自然地理概况 (3)2.2飞行空域状况 (3)2.3人员配备 (3)2.4设备配备 (4)三、摄区基本技术要求及技术依据 (4)3.1基本技术要求 (4)3.2成果规格、投影、坐标及高程系统 (5)3.3技术依据 (5)四、项目技术设计 (5)4.1航摄设计用图 (5)4.2摄影比例尺及地面分辨率的选择 (6)4.3 航空摄影航高确定 (6)4.4航摄仪的选择 (7)4.5航摄分区及航线敷设 (9)4.6航摄时间确定 (9)五、航空摄影实施 (9)5.1 航空摄影基本技术指标设计 (9)5.2航摄准备 (9)5.3航摄实施 (10)六、飞行质量检查 (11)6.1检查内容： (11)6.2 成果质量检查 (11)七、内业处理 (12)7.1作业方法及作业流程 (12)7.2空三加密 (12)八、线划图作业 (13)8.1成图的技术规格和精度 (13)8.2、地形图符号及注记： (14)8.3、地形图的精度： (14)8.4、像片调绘 (14)8.5、线划图作业实施 (16)九、质量控制 (19)9.1质量目标 (19)9.2质量保证措施 (19)9.3产品检验 (20)十、上交测绘成果和资料清单 (20)十一、附录 (20)11.1 甲级测绘资质证书 (21)11.2仪器检验证书 (22)11.3 人员资质证书 (31)一、任务概况受中电建安徽长九新材料股份有限公司的委托，中国水利水电第八工程局有限公司科研设计院对安徽省池州池州港牛头山码头码头至神山区域进行1:1000地形图测绘。
野外数据采集于2016年2月22开始，3月12日结束，室内成图于3月15日结束。
任务分成三块区域，根据设计的物流廊道设计方案设计飞行区域，采用无人机航测进行1:1000地形图作业。
航空摄影测量
航空作业名称
01 基本原理
03 相关技术
目录
02 优点 04 测量方法
05 具体工作
07 未来发展
目录
06 我国发展情况
航空摄影测量（aerial photogrammetry）指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制 点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。
测量方法
20世纪30年代以来，航空摄影测量的测图方法主要有3种，即综合法、全能法和分工法（或称微分法）。
航空摄影测量的综合法是摄影测量和平板仪测量相结合的测图方法。地形图上地物、地貌的平面位置由像片 纠正的方法得出像片图或线划图，地形点高程和等高线则用普通测量方法在野外测定。它适用于平坦地区的大比 例尺测图。
③综合法测图。主要是在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。
航测内业工作包括：
①测图控制点的加密。以前对于平坦地区一般采用辐射三角测量法，对于丘陵地和山地则采用立体测图仪建 立单航线模拟的空中三角，进行控制点的加密工作。20世纪60年代以来，模拟法空中三角测量逐渐地被解析空中 三角测量代替（见空中三角测量）。
航空摄影测量的全能法是根据摄影过程的几何反转原理，置立体像对于立体测图仪内，建立起所摄地面缩小 的几何模型，借以测绘地形图的方法。在立体测图仪上安置像片时依据内方位元素，目的是使恢复后的投影光束 同摄影光束相似（也可在一定条件下变换投影光束）。由于像对的相对定向过程中并未加入控制点，只利用了像 对内在的几何特性，所以建立的几何模型的方位是任意的，模型的比例尺也是近似值，因此必须通过绝对定向才 能据以测图。
全能法测图的仪器是立体测图仪。
具体工作
航空摄影测量需要进行外业和内业两方面的工作。
摄影测量坐标系及方位元素
第一次旋转
Z Z'
Y
Y'
X'
S
X
编辑ppt
Y X
Y' X'
24
二、航摄像片的内、外方位元素
1) 、、
S-X'Y'Z' 绕 X'轴
系统
S-XYZ
第二次旋转
Z' Y''
Z''
Y'
X'
S
X''
地面辅助坐标系 关系已知
大地坐标系
内方位元素 外方位元素
？？
编辑ppt
13
二、航摄像片的内、外方位元素
内方位元素 框标坐标系
像空间坐标系
x0 , y0 , f
确定投影中心对像片的相对位置的参数； 投影中心对航摄像片的相对位置叫做像片 的内方位；确定内方位的独立参数叫做内方 位元素。
内方位元素
zy S
1) 、、
逆时针方向为正
倾角。主光轴轴在XZ坐标面
Z
上 的投影与Z轴的夹角。
z
侧滚角。主光轴与其在XZ
坐标面上的投影之间的夹角。
旋角。Y轴在xy坐标面上
的投影与y轴的夹角。
Y
作用
X
、
确定z轴的方向
确定x，y轴在自身平面内的
方向
编辑ppt
22
二、航摄像片的内、外方位元素
1) 、、
yZ
倾角。主光轴轴在XZ坐标面 z
x
f y
o x0 oy0
x
注意 • 内方位元素一般是已知的
• x0，y0都为小值
编辑ppt
摄影测量学复习资料(全)分析解析
一、名词解释1、解析相对定向：根据同名光线对对相交这一立体相对内在的几何关系，通过量测的像点坐标，用解析计算方法解求相对定向元素，建立与地面相似的立体模型，确定模型点的三维坐标。
2、GPS辅助空中三角测量：将基于载波相位观测量的动态 GPS 定位技术获取的摄影中心曝光时刻的三维坐标作为带权观测值，引入光束法区域网平差中，整体求解影像外方位元素和加密点的地面坐标，并对其质量进行评定的理论和方法。
3、主合点：地面上一组平行于摄影方向线的光束在像片上的构像4、核线：立体像对中，同名光线与摄影基线所组成核面与左右像片的交线。
5、航向重叠：同一条航线上相邻两张像片的重叠度。
6、旁向重叠：两相邻航带摄区之间的重叠。
7、影像匹配：利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点8、影像的内方元素：是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数。
9、影像的外方元素：描述像片在物方坐标的位置和姿态的参数。
10、景深：远景与近景之间的纵深距离称为景深11、空间前方交会：由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点的地面坐标的方法，称为空间前方交会。
12、空间后方交会：利用一定数量的地面控制点，根据共线条件方程或反求像片的外方位元素这种方法称为单张像片的空间后方交会。
13、摄影基线：相邻两摄站点之间的连线。
14、像主点：像片主光轴与像平面的交点。
15、立体像对：相邻摄站获取的具有一定重叠度的两张影像。
16、数字影像重采样：当欲知不位于采样点上的像素值时，需进行灰度重采样。
17、核面：过摄影基线与物方任意一点组成的平面。
18、中心投影：所有投影光线均经过同一个投影中心。
19、单模型绝对定向：相对定向所构建的立体模型经平移、缩放、旋转后纳入到地面坐标系中的过程相对定向：根据立体像对内在的几何关系恢复两张像片之间的相对位置和姿态，使同名光线对对相交，建立与地面相似的立体模型。
即确定一个立体像对两像片的相对位置。
20、数字影像内定向：同一像点的像平面坐标与其扫描坐标不相等，需要加以换算，这种换算称为数字影像内定向。
我国四大常用坐标系及高程坐标系86高程
我国四大常用坐标系及高程坐标系1、北京54坐标系（BJZ54)北京54坐标系为参心大地坐标系，大地上的一点可用经度L54、纬度M54和大地高H54定位,它是以克拉索夫斯基椭球为基础，经局部平差后产生的坐标系.新中国成立以后，我国大地测量进入了全面发展时期，再全国范围内开展了正规的，全面的大地测量和测图工作，迫切需要建立一个参心大地坐标系。
由于当时的“一边倒"政治趋向，故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年北京坐标系。
因此，1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。
它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃.北京54坐标系，属三心坐标系，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298。
3；2、西安80坐标系1978年4月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系。
为此有了1980年国家大地坐标系。
1980年国家大地坐标系采用地球椭球基本参数为1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的数据，即IAG75地球椭球体。
该坐标系的大地原点设在我国中部的陕西省泾阳县永乐镇，位于西安市西北方向约60公里，故称1980年西安坐标系，又简称西安大地原点。
基准面采用青岛大港验潮站1952－1979年确定的黄海平均海水面（即1985国家高程基准）。
西安80坐标系，属三心坐标系，长轴6378140m,短轴6356755，扁率1/298.257221013、WGS－84坐标系WGS－84坐标系（WorldGeodeticSystem）是一种国际上采用的地心坐标系。
坐标原点为地球质心,其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局（BIH）1984。
0定义的协议地极(CTP)方向，X轴指向BIH1984。
0的协议子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。
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像平面坐标系（框标坐标系＋像平面坐标系） 像平面坐标系表示像点在像平上的位置，采用以像 主点为原点的像平面坐标系中的坐标。框标坐标系 在解析计算中常根据框标来确定像平面坐标系 。
Y Y
y
X
y
P
x
P
x
X
航片扫描图（23*23cm）, 承片框四边中心各有一个机械框标， 新型摄影机在四角设有四个光学框标。
五、地面测量坐标系（t－XtYtZt）
地面测量坐标系是左手系航测外业联测是 依大地测量成果为依据，测定的控制点坐标 属于地面测量坐标系。
六、地面摄影测量坐标系（A-XtpYtpZtp） 地面摄影测量坐标系是摄影测量坐标与地 面测量坐标相互转换的过渡性坐标系，是一种 右手系。原点通常选在地面某一控制点；Ztp 轴为过该点的铅垂线，向上为正，和地面测量 坐标系的Zt轴平行；Xtp轴与航线方向一致。
摄影测量中常用的坐标系
一、像平面上的直角坐标系
像平面上的直角坐标系，用来确定像点 在像片上的位置。 1、框标坐标系 框标坐标系 是依像片上相 应框标连线作 为基准建立直 角坐标系。如 右图：
2、辅助点直角坐标系 当框标标志难以精确判准时，沿航线方向 框标附近找一明显点，称为辅助点。用辅助 点与框标连线交点P的连线作为x轴，以航线 方向为正方向，以过原点P垂直于x轴的直线 作为y轴，正方向按右手定则确定。如下图
＋各坐标轴的方向定义＋名称定义。该 公式也适合其它直角坐标定义。
像方坐标系：描述像点的位置，称为像方坐标 系。分为像平面坐标系、像空间坐标系和像空 间辅助坐标系 物方坐标系 描述地面点在物方空间的位置，称为物方坐 标系。有摄影测量坐标系、地面测坐标系、地 面摄影测量过渡坐标系。 国家坐标或地方坐标也用到。
上节回顾
• • • • • • 核心詞：摄影测量坐标系统。理念有： 坐标系统＝像方＋物方； 都是直角坐标； 一个坐标系统的定义＝坐标原点定义 ＋各坐标轴的方向定义＋名称定义。该 公式也适合其它直角坐标定义。
• 像方坐标系：描述像点的位置，称为像方 坐标系。分为像平面坐标系、像空间坐标 系和像空间辅助坐标系 • 物方坐标系 • 描述地面点在物方空间的位置，称为 物方坐标系。有摄影测量坐标系、地面测 坐标系、地面摄影测量过渡坐标系。 • 国家坐标或地方坐标也用到。
像空间坐标系－像方坐标系
像空间坐标系－以投影中心为原点x,y轴 与像平面坐标系轴向相同，平行；z轴指 向像片法线的右手三维直角坐标系。
像空间辅助坐标系－像方坐标系
像空间辅助坐标系－以投影中心为原点x 轴为航线方向（y轴为左旁向），z轴指 天顶的右手三维直角坐标系。
物方空间坐标系
描述地面点在物方空间的位置，称为物方 坐标系。有摄影测量坐标系、地面测坐标 系、地面摄影测量过渡坐标系。
三、像空间辅助坐标系（S－XYZ）
以摄站点（或投影中心）S为坐标原点，坐 标轴可根据需要选定，一般以铅垂方向（或 设定的某一竖直方向）为Z轴，航线方向为X 轴，如下图
四、摄影测量坐标系（O1-XPYPZP）
摄影测量坐标系是物空间选定的一种符合 右手定则的空间直角坐标系。是航带网中一 种统一的坐标系，用以表示诸模型点在构成 航带网后的统一坐标。坐标轴通常分别与第 一张像片（或第一个像对）的像空间辅助坐 标系的各坐标轴平行。
2
Photo 1
Photo 2
• Conjugate Principle
Points
b.
• Principal Points
Photo 1
Photo 2
框标
PP1 CPP2 PP2 CPP1 li ne of fli ght
P ri ncipal P oint of P hot o #1 equals Conj ugat e Princi pal P oi nt of P hoto #2
Line of flight
y - axis
Fiducial mark
x-axis
Principal Point of Photo #1 PP1
a.
Geometry of Overlapping Vertical Aerioint of Photo #2 PP
3、像平面直角坐标系 以像主点o为坐标原点，x，y轴分别平行 于框标坐标系的x，y轴，如下图
4、以主纵线为y轴的直角坐标系 取像片上主纵线为坐标系的y轴，n→0为 正方向；坐标原点可依讨论问题的需要选取 像主点o，像底点n，等角点c或主合点i；横 坐标轴x为过这些特别点的像水平线，正方 向按右手定则。如下图
2-4 航空摄影坐标系
选择适当坐标系定量描述像点和地面点，利用坐标系 变换，由像方坐标计算出相应点在物方的坐标或由物 方坐标计算出相应点在像方的坐标。
像方坐标系：描述像点的位置，称为像方坐标 系。分为像平面坐标系、像空间坐标系和像空 间辅助坐标系 物方坐标系 描述地面点在物方空间的位置，称为物方坐 标系。有摄影测量坐标系、地面测坐标系、地 面摄影测量过渡坐标系。
二、像空间直角坐标系（S－xyz）
为了描述像点在空间的位置，需将像平面直 角坐标系转换成像空间直角坐标系。
取投影中心S作为 像空间直角坐标系S －xyz的坐标原点， 轴z与摄影方向So重 合，朝上为z轴的正 方向；x和y轴分别平 行于像平面坐标的相 应轴，方向一致。如 右图，轴系的正方向 仍按右手定则确定。
摄影测量坐标系－以地底点为原点（投影中心 下移），Xp，Yp轴与像辅助空间坐标轴平行， z轴指向天顶的右手三维直角坐标系。
地面测量坐标系统：具有地图投影的三维坐 标系统（x,y,z）。 地心坐标系统：原点在地球椭球体中心，以 地球自转轴和穿过格林威治子午线为轴。 站心坐标系统：以影像中心点为坐标原点， 在切平面的中心点处定义坐标系统。
P ri ncipal P oint of P hot o #2 equals Conj ugat e Princi pal P oi nt of P hoto #1
c.
60% overlap stereoscopic model
Jensen, 2000
Geometry of A Vertical Aerial Photograph Obtained Over Flat Terrain
本章小结
• 1、核心詞：航空摄影坐标系。 • 2、基本理念：像片几何方面的定量描述。 和地面一样，要用把点放在坐标系中进行 定量描述 • 3、摄影测量坐标系分类：像方坐标系和物 方坐标系。 • 4、像方坐标系：描述像点的位置，称为像 方坐标系。分为像平面坐标系、像空间坐 标系和像空间辅助坐标系。
物方坐标系：描述地面点在物方空间的位置， 称为物方坐标系。有摄影测量坐标系、地 面测坐标系、地面摄影测量过渡坐标系。 • 各坐标系定义不同，描述点的位置坐标是 不同的，描述线和面的位置和方向也是不 同的。对线面描述的不同是本节内容，对 点的描述的不同是下节的内容（坐标转换）
摄影测量的坐标系统都是右手直角坐标系； 我国用的高斯平面坐标是左手直角平面坐 标和高表示点。所以使用上一定要注意考 察坐标系统的一致性。不一致时要进行坐 标转换，坐标转换方法下周介绍。
本节小结
核心詞：摄影测量坐标系统。理念有：
坐标系统＝像方＋物方； 都是直角坐标； 一个坐标系统的定义＝坐标原点定义