前方交会和侧方交会
如何进行摄影测量中的空三交会
如何进行摄影测量中的空三交会摄影测量是一项重要的测量技术，广泛应用于地理测量、城市规划、建筑设计等领域。
其中，空三交会是摄影测量中的一种基本技术方法，用于计算地面上的点的三维坐标。
本文将介绍如何进行摄影测量中的空三交会，并探讨一些相关的技术和应用。
一、摄影测量的基本原理摄影测量的基本原理是利用空中摄影获取的影像信息，通过对影像进行解译和测量，得到地物的空间位置和几何形状。
它依赖于摄影测量仪器的准确性和影像测量的技术方法。
二、空三交会的概念空三交会是利用两张以上的航空摄片或航天遥感影像进行测量的方法，通过对影像上的同一地物特征点的观测和计算，确定地物在三维空间中的坐标。
空三交会可分为前方交会和后方交会两种方式。
1. 前方交会前方交会是指在摄影测量过程中，首先通过对影像上的特征点进行测量和解析，得到它们在像平面上的坐标，然后再将这些像平面上的坐标转换为地面上的三维坐标。
初始的坐标测量是在像平面上进行的，因此被称为前方交会。
2. 后方交会后方交会是指在摄影测量过程中，首先测量和解析影像上的特征点，确定它们在像平面上的坐标，然后通过已知的控制点和航摄参数，将像平面上的坐标转换为地面上的坐标。
后方交会是在测量过程中才计算地面坐标，因此被称为后方交会。
三、空三交会的关键步骤空三交会的关键步骤包括航摄参数的确定、像点的测量和解析、控制点的建立和支持测量等。
1. 航摄参数的确定航摄参数是进行空三交会的关键条件，它包括摄影基线、摄影高程、摄影角等。
确定航摄参数的方法有空间后方交会、解析法和地面镜面法等。
其中，空间后方交会是最常用的方法，通过对已知控制点的观测和测量，使用测量软件进行后方交会计算，得到摄影测量仪器的外方位元素和内方位元素。
2. 像点的测量和解析像点的测量和解析是空三交会的核心步骤，它通过解析影像找到图上的同名点，然后对这些同名点进行测量，得到它们在像平面上的坐标。
一般情况下，会选取多个同名点进行测量，以提高测量结果的可信度。
摄影测量学06立体像对前方交会
本讲参考资料
教材
张剑清，潘励，王树根 编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社
参考书
1、李德仁，周月琴 等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社 2、李德仁，郑肇葆 编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社
x x x vx X Y Z x 0 x X Y Z y y y vy X Y Z y 0 y X Y Z
共线条件方程
a1 ( X X s ) b1 (Y Ys ) c1 ( Z Z s ) X x x0 f f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z s ) Z a2 ( X X s ) b2 (Y Ys ) c2 ( Z Z s ) Y y y0 f f a3 ( X X s ) b3 (Y Ys ) c3 ( Z Z s ) Z
《摄影测量学》(上)第五章
立体像对的前方交会
武汉大学
遥感信息工程学院 摄影测量教研室
主要内容
一、立体像对的重要点线面
二、立体像对前方交会定义 三、前方交会的基本公式
一、立体像对的重要点线面
摄影基线 相邻两摄站的连线
l1
p2
p1 S2
同名核线 核面与左右像 片面的交线
S1
同名像点 同名光线在左右 像片上的构像
X1
X1
Zs1 Y1
Ztp
Ytp Xs1 M
(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
S1 A X A X s1 YA Ys1 Z A Z s1 N1 S1a1 X1 Y1 Z1
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。
空间后方—前方交会的原理
空间后方—前方交会的原理
以空间后方—前方交会的原理为题，我来为大家描述一下。
空间后方—前方交会是一种用于确定目标位置的方法，常用于航空、导航、测绘等领域。
它利用人眼的立体视觉和视差效应，通过观察目标在不同视角下的位置变化，来推断目标的实际位置。
这种方法可以较精确地确定目标的距离和方位，尤其适用于远距离观测。
在进行空间后方—前方交会时，我们首先需要选择两个观测点，它们之间的距离应足够远，以便产生明显的视差效应。
然后，我们分别在这两个观测点上观察目标，并记录下目标在两个观测点的位置。
接下来，我们需要测量观测点之间的距离，并确定观测点与目标之间的夹角。
这些数据将用于计算目标的实际位置。
通过对两个观测点的位置和距离进行几何分析，我们可以得到目标相对于观测点的位移向量。
然后，我们再将这个位移向量与观测点之间的夹角结合起来，就可以计算出目标相对于观测点的实际位置。
空间后方—前方交会的原理基于视差效应，即当我们观察远处的目标时，由于两只眼睛的视角不同，目标在两只眼睛中的位置也会有所不同。
通过比较这两个位置的差异，我们就可以推断出目标的实际位置。
总的来说，空间后方—前方交会是一种利用视差效应来确定目标位
置的方法。
它可以在远距离观测中提供较为准确的测量结果，具有广泛的应用前景。
测量学试题库含详细答案
《测量学》试题库一、填空题：（每小题2分，任抽14小题，计28分）1、测量学是研究地球的形状和大小及确定地面点位置的科学，它的主要内容包括测定和测设两部分。
2、地形测量学是研究测绘地形图的科学，它的研究对象是地球表面。
3、目前测绘界习惯上将遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等新技术简称为“3S”技术。
4、铅垂线是测量工作的基准线，大地水准面是测量工作的基准面。
5、人们习惯上将地球椭球体的长半径a和短半径b，或由一个半径a和扁率α称为旋转椭球体元素。
6、通过英国格林尼治天文台的子午线，称为首子午线（或起始子午线），垂直于地轴的各平面与地球表面的交线，称为纬线。
7、我国目前采用的平面坐标系为“1980年国家大地坐标系”，高程系统是“1985年国家高程基”。
8、根据钢尺的零分划位置不同将钢尺分成端点尺和刻线尺。
9、地球表面某点的磁子午线方向和真子午线方向之间的夹角称为磁偏角，某点的真子午线北方向与该点坐标纵线北方向之间的夹角，称为子午线收敛角。
10、由标准方向的北端顺时针方向量到某直线的夹角，称为该直线的方位角，直线与标准方向线所夹的锐角称为象限角。
11、方位角的变化范围是0°~360°，而象限角的取值范围为0°~90°。
12、两点间的高程差称为高差，水准测量时高差等于后视读数减去前视读数。
13、水准仪上的水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。
通过水准管零点作水准管圆弧的切线，称为水准管轴。
14、在水准仪粗略整平中，左手拇指旋转脚螺旋的运动方向就是气泡移动的方向。
15、水准测量的测站检核通常采用变更仪器高法或双面尺法。
16、水准测量的实测高差与其理论值往往不相符，其差值称为水准路线的闭合差。
17、6＂级光学经纬仪的读数装置常见的有两种，一种是单平板玻璃测微器，另一种是测微尺。
18、水准测量时前后视距大致相等主要是消除端点尺与刻线尺不平行而引起的误差。
填空题库及参考答案
填空题库及参考答案第1章绪论1-1、测量工作的基准线是铅垂线。
1-2、测量工作的基准面是水准面。
1-3、测量计算的基准面是参考椭球面。
1-4、水准面是处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。
1-5、通过平均海水面的水准面称为大地水准面。
1-6、地球的平均曲率半径为6371km。
1-7、在高斯平面直角坐标系中，中央子午线的投影为坐标x轴。
1-8、地面某点的经度为131°58′，该点所在统一6°带的中央子午线经度是129°。
1-9、为了使高斯平面直角坐标系的y坐标恒大于零，将x轴自中央子午线西移500km。
1-10、天文经纬度的基准是大地水准面，大地经纬度的基准是参考椭球面。
1-11、我国境内某点的高斯横坐标Y=22365759.13m，则该点坐标为高斯投影统一6°带坐标，带号为22 ，中央子午线经度为129°，横坐标的实际值为-134240.87m，该点位于其投影带的中央子午线以西。
1-12、地面点至大地水准面的垂直距离为该点的绝对高程，而至某假定水准面的垂直距离为它的相对高程。
第2章水准测量2-1、高程测量按采用的仪器和方法分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量三种。
2-2、水准仪主要由基座、水准器、望远镜组成。
2-3、水准仪的圆水准器轴应与竖轴平行。
2-4、水准仪的操作步骤为粗平、照准标尺、精平、读数。
2-5、水准仪上圆水准器的作用是使竖轴铅垂，管水准器的作用是使望远镜视准轴水平。
2-6、望远镜产生视差的原因是物像没有准确成在十字丝分划板上。
2-7、水准测量中，转点TP的作用是传递高程。
2-8、某站水准测量时，由A点向B点进行测量，测得AB两点之间的高差为0.506m，且B点水准尺的读数为2.376m，则A点水准尺的读数为2.882 m。
2-9、三等水准测量采用“后—前—前—后”的观测顺序可以削弱仪器下沉的影响。
2-10、水准测量测站检核可以采用变动仪器高或双面尺法测量两次高差。
摄影测量-前方交会
a b c
2
2
f
2
a3 x b3 y c3
f
§3.6 像点位移与方向偏差
主要内容
一、定义
二、倾斜像片与水平像片的坐标关系式 三、像片倾斜引起的像点位移与方向偏差
四、地形起伏引起的像点位移与方向偏差
rc2 sin sin 像片倾斜引起的像点位移与方向偏差 f
分析可得其特性：
1) 倾斜误差出现在以等角点为中心的辐射线上,其大小与像片倾角成 正比，倾角越大，误差越大，倾角为0，倾斜误差为0，即像片水 平时，不存在倾斜误差. 2) 倾斜误差的大小与像点径向距的平方成正比而与航摄仪焦距成反 比，幅射距ｒ越大，即越位于像片边缘的像点，倾斜误差也愈大； 焦距越小，则倾斜误差越大。反之，则倾斜误差越小。 3) 当φ＝ 0°、180° 时，δα＝０，即等比线上各像点不存在倾斜误 差,且等比线上任意两点的连线无方向偏差。 4) 当φ＝ 90°、270°时，δα达最大值，即位于主纵线上的像点，倾 斜误差最大。 5) 等比线将影象分为上下两部分,δα的值可正可负。当φ角在0°～ 180°内时，上半部分影象线段长度短于相应水平影象线段长 度,δα为负值，即像点朝向等角点方向位移，影象比例尺小于等比 线影象比例尺;当φ角在180°～360°时，下半部分影象线段长度 长于相应水平影象线段长度, δα为正值，即像点背离等角点方向 位移,影象比例尺大于等比线影象比例尺。
《摄影测量学》第三章
单张航摄像片解析
中国地质大学
测绘工程系
主要内容
3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 中心投影的基本知识 摄影测量常用坐标系 像片的内外方位元素 像点在不同坐标系中的变换 中心投影的构像方程(共线方程) 像点位移与方向偏差 单像空间后方交会
《前方交会测量》课件
未来前方交会测量将与其他测量方法进行融合，形成更加全面、高 效的测量解决方案。
前方交会测量在未来的应用前景与挑战
应用前景
随着技术的不断发展和应用的深 入，前方交会测量将在智能交通 、无人驾驶、智能安防等领域发 挥越来越重要的作用。
挑战
如何进一步提高测量精度和实时 性、降低成本、拓展应用场景等 是前方交会测量面临的挑战。
02
前方交会测量的实施步骤
测量前的准备工作
确定测量范围和目标
制定测量计划
明确测量任务，确定测量范围和目标点， 收集相关资料和地图。
根据测量范围和目标，制定详细的测量计 划，包括测量方法、时间安排、人员分工 等。
准备测量设备和工具
实地踏勘
根据测量计划，准备所需的测量设备和工 具，如全站仪、棱镜、脚架、尺子等。
在桥梁施工监测中，前方交会测量还 可以用于监测桥梁墩台的沉降、位移 等变化情况，及时发现施工问题，采 取相应措施进行纠正。
通过精确的前方交会测量，可以确保 桥梁结构的平面位置和垂直度符合设 计要求，提高桥梁的整体性能和安全 性。
隧道施工中的前方交会测量应用
在隧道施工中，前方交会测量技 术主要用于确定隧道洞口的坐标 位置、隧道中线的平面位置和断
通过前方交会测量，可以精确控制道路的走向、坡度、宽度等参数，确保道路施工 符合设计要求，提高道路的安全性和稳定性。
在道路施工过程中，前方交会测量还可以用于监测施工误差，及时调整施工参数， 避免出现偏差积累。
桥梁施工中的前方交会测量应用
在桥梁施工中，前方交会测量技术主 要用于确定桥梁墩台、主梁等关键结 构的坐标位置。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分 析，包括计算、转换、修正等 操作，以获得准确的测量结果 。
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前方交会和侧方交会
由正弦定理得出：D AP/D AB=sinβ/sinγ=sinβ/sin(α+β)
则：（D AP/D AB）sinα=（sinβsinα）/sin（α+β）=1/(ctgα+ctgβ)
前方交会和侧方交会中P点坐标计算公式：
X P=(X A ctgβ+X B ctgα+（Y B-Y A）÷(ctgα+ctgβ)
Y P=(Y A ctgβ+Y B ctgα+（X A-X B）÷(ctgα+ctgβ)
上式常称为余切公式。
注意使用上述公式时，A、B、P的编号应是反时针方向的。
P点坐标算出后，可将A、P作为已知点，用计算B点坐标来校核：
校核计算公式：
X B=(X p ctgα+X A ctgγ+（Y A-Y P）÷(ctgα+ctgγ)
Y B=(Y p ctgα+Y A ctgγ+（X P-X A）÷(ctgα+ctgγ)
本公式只能检查计算本身是否有错，不能发现角度侧错以及已知数据是否用错、抄错等错误，也不能提高计算精度。
运用此公式的技术要求：
为保证计算结果和提高交会精度，规定如下：
1、前方交会和侧方交会应有三个大地点，困难时应有两个大地点。
2、交会角不应小于30°，并不应大于150°，困难时亦不应小于20°，并应不大于160°。
3、水平角应观测两个测回，根据测点数量可用全测回法或方向观测法。
4、三个大地点的前方交会，可通过两个三角形（ΔABP,ΔBCP）求出P点的两组坐标值P(X P1、
Y P1)，(X P2、Y P2)，两组算得的点位较差不大于两倍的比例尺精度，即：
ΔD=√δx2+δy2≤2×0.1M(mm)
式中δx，δy—δx= X P1- X P2，δy= Y P1 -Y P2
M—比例尺分母。
后方交会
B
如图所示，A、B、C是已知三角点，P点是导线点，将仪器安置在P点上，观测P至A、B、C各个方向之间的水平夹角α、β，然后根据已知三角点的坐标，可解算P点坐标。
1.引入辅助量a、b、c、d
a=(X B-X A)+(Y B-Y A)ctgα
b=(Y B-Y A)- (X B-X A) ctgα
c=(X B-X C)+(Y B-Y C)ctgβ
d=(Y B-Y C)- (X B-X C) ctgβ
令
K=（a-c）/(b-d)
2.P点坐标计算：
X P= X B+(Kb-a)/(K2+1)
YP= Y B-K((Kb-a)/ (K2+1))
3.危险圆判别
当P点正好落在通过A、B、C三点的圆周上时，后方交会点无法解算。
即：
a=c
b=d
K=( a-c)/( b-d)=0/0
此时为不定解。