以射线角为根据的解析法空中三角测量

本文根据射线束的角度关系建立空中三角测量解析法的理论体系,和以不同条件为根据的多种平差计算方案。第一类方案是先做独立象对的相对定向,然后组成全航带的空中三角锁。独立象对的相对定向又分为三种情况．一是右线束里的角全部地或部分地按[pv~2]最小平差;二是左右两线束里的角全部地或部分地按[pv~2]最小平差;三是三个线束为一组同时做相对定向,对全部的角或部分的角进行平差。第二类方案是由航带一端开始,按象对定向方式逐渐加长扩大以形成全航带的空中三角锁;扩大加长的过程也是按不同条件平差计算的过程。在经过大地定向和模型扭曲改正之后,对于整航带的三角锁,几条平行重迭航带或几条纵横交叉航带的联合三角锁尚可做整体平差计算,在满足所有控制条件的同时要求所有射线角的残余误差共同满足[pv~2]最小的条件。除以电子计算机为主要计算工具外,所有资料的准备和最后成图均采用普通简单仪器,因此在计算站的配合下,一般测量队和生产单位完全有条件利用航摄象片,按自己需要绘制地形图。     

象片对相对定向元素新公式的研究

本文研究并推导用解析法测定象片对相对定向元素的新公式,目的在于提高相对定向元素解算的精度,简化计算的表格,提高生产效率。全文分为理论的推导和实验工作两部分。第一部分,作者由现有的上下视差和相对定向元素的基本关系公式出发,对相对定向元素采用了一个新的系统,经过公式的推导,提出按主点定向时,上下视差与相对定向元素新的基本关系公式,并且制定了计算的表格。第二部分,在实验工作中,应用f=70毫米和f=100毫米的山区象片进行了测算,并与其他公式作了比较,结果说明了下面几个问题：（1）验证了所推导公式的正确性。（2）新公式解算的精度能达到各种精确解算公式所能达到的程度,生产效率可以提高,适宜于山区象片作业。     

坐标法解析辐射三角测量

本文提出一种在立体坐标仪上观测,以计算尺为主要运算工具,作尽量简单的解析运算来实现平面加密的方法,期望增长网的跨距和解决大比例尺测图中平面加密问题。在立体坐标仪上以“q”代替空间型仪器的“b_y”来模拟象片连续定向,获得统一于航线轴坐标系的象点坐标,实现方位角传递。在仪器上观测连接点的p,q和在一张象片上的x,y,对p,q作一些不复杂的运算得到比例尺传递系数。未知点交会可利用图解法,与无扭曲模型法配合或直接对在连续定向中得到的x,y,p,q作交会运算。最后,用平面上简单的正交变换来进行归正运算。本文所提出的方法,其本质和图解辐射三角测量是一样的,即单菱形锁。但原始误差,即单位权中误差比图解法约小2倍,这就意味着精度提高约2倍,并减少外业工作量。本文提出的这种方法,企图较国外的象片导线测量、测角解析法、测坐标解析法等更为接近我国的生产实际需要,以便在大比例尺测图时运用于生产。     

立体坐标仪联机作业的断面测量方法

本文介绍一种利用立体坐标仪联机作业测定断面的方法。断面点的坐标是已知的,高程初始值是假定的。用共线方程可以计算出该点的左、右象片坐标。左、右象底点与象点联线是一对共轭辐射线。断面点的真正象点位置也是在这二条共轭辐射线上。在立体效应下,二根共轭辐射线的交会点在象片上的位置,则是所要求断面点的象点位置。重新量测其象片坐标,经计算,便可得到其高程。     

在全能仪上进行空中三角测量的精度估算

本文所讨论的问题是在全能仪上进行空中三角测量时,对加密点位高程及平面位置精度估算问题。用以进行航线模型大地定向的外业控制点,假设为航线网两端各具有一对。在高程精度估算时也推导了根据六点进行大地定向的情况,那就是航线网两端及中央附近各具备有一对控制点的情况。在推导某任意加密点的点位误差时,本文的基本思想是首先求出该点所在处的一对象片,由于误差累积所产生的各外方位元素的总的误差。然后将这对象片从航线中孤立起来,使用在这一个单独象片对内的误差关系公式,以求出所求点的点位误差。本文推导航线网中误差传播的关系是尽可能要求严格的。本文作者认为这样做,虽然推演公式是比较麻烦,但是结论还是一样的简单。这样在实用上并没有加重计算工作量,而可以有更正确的理论基础。这样所建成的理论基础也会有利于今后的若干研究和应用,例如对系统误差的讨论,对有物理方法测定摄影外方位元素情况下的精度讨论,以及在倾斜摄影情况下的误差讨论等。     

利用最小二乘法构网的解析空中三角测量

本文研讨了一种新的、以最小二乘法解算的解析空中三角测量法。由于在相对定向及大地定向公式中顾及了地面高差的影响,因此,本解析空中三角测量法不仅对于山区适用,而且对于高山地区也同样适用。根据此法已对103通用数字电子计算机编制计算程序,并作了试验工作。试验结果证明,本文所建议的空中三角测量法比文献[1]所提出的方法有更高的精度,相对定向趋近速度不受地面高差和点位的影响,且易于实现在数字电子计算机上编制计算程序。     

反光立体镜在航测分工法中的应用

本文讨论了最简便的立体量测工具——反光立体镜和视差杆——在航测分工法中的应用,全文分四个部分：（一）量测视差——叙述在正立体和零立体效应情况下,象片对定向的方法和精度。（二）测定象片对的相对定向元素——对两条航线作了实验,并对结果进行了分析。（三）单独象对内加密特征点高程——仿CTД-2原理,但采用解析或图解法确定对左右视差较或高程的改正,从而求得加密点的高程,以供勾绘等高线之用。在这部分中阐述了方法的理论、分类及精度,并对实验工作进行了分析。（四）航线网高程加密——采用了本文附录中的oo定向及on定向的坐标关系公式,将无扭曲模型法加以发展,得出了新的δp公式。并在此基础上进行了实验和分析。所有实验均与由立体坐标仪或立体量测仪求出之相应成果进行了比较,得出结论如下：1．利用反光立体镜和视差杆能精确地量测象片对的左右视差和上下视差。2．用反光立体镜来测求相对定向元素,可以达到类似立体坐标仪的精度。3．用反光立体镜按图解法或解析法加密象对内特征点的高程,可以代替CTД-2用于生产中。4．用反光立体镜按大中oo定向或on定向公式,可进行航线网高程加密用于中小比例尺测图。     

用于非量测相机的相对定向公式

在近景摄影测量中，用非量测相机获取的资料进行相对定向时将会遇到两个困难，一是如何计算相对定向元素的初始值；二是非量测相机设框标和严格的主距。本文提出了一种解决上述问题的算法。从共面条件出发，采用直接线性变换算法导出确定相对定向元素的公式；在相对定向方程中象主点坐标和主距的改正值均作为未知数。当答解上述方程时，为了削弱方程系数的相关性，必须根据若干象片组成的不同立体象对建立联立方程。该算法的实时计算程序已在C-100解析测图仪上研制成功，并且已取得满意的结果。     

相对定向元素二次项常用计算公式的探讨

本文对作业中常用的三个相对定向元素二次项计算公式,即汝科夫二次项实用式、按左主核线定向的二次项实用式和瓦洛夫公式,进行了分析。认为按方位线定向的二次项实用计算公式,不适用于地面高程差和象片倾斜角均在较大情况下求算相对定向元素,这时由于舍去的二次以上各项的影响较大,即使采用了趋近计算法也不能保证所得成果的应有精度。而按左主核线定向的相对定向元素二次项基本公式,由于公式本身比较精密,其应用范围应当超过按方位线定向的二次项公式。但是,常用的按左主核线定向的二次项实用式,由于处理不当,其计算结果的精度反而不如采用方位线定向的瓦洛夫公式,因此公式的应用范围受到了很大限制。同时,本文还对这些常用二次项公式在作业中规定的某些应用范围提出了一些意见,认为目前国内外某些书刊文献和参考资料上有关这方面的结论,不够十分妥善。在公式推导和分析的基础上,本文提出了按左主核线（近似）定向的新实用公式。新公式在近似垂直摄影条件下,具有普遍应用价值,一般均可获得较高精度的结果,并且计算工作简便。用于山区象片作业时,其成果的精度稍高于瓦洛夫公式,趋近计算的收敛也很快。文中还对新公式的应用做了一些说明。本文还探讨了象片定向误差对求算相对定向元     

变换光束测绘大比例尺地形图的几个问题

根据“变换光束测图适用范围的再认识”一文的论证和实际作业的经验，变换光束立体测图完全可以利用常规航摄象片进行作业，无需再对航摄象片倾角作额外的限制，但由于相对定向，绝对定向，平面定向的相关性，且象点坐标在作业中不可能完全在标准位置中，以及各种误差的累积，操作各步动作需相互结合，逐次趋近。     

解析空中三角测量有关几个问题的讨论

本文着重讨论了解析空中三角测量下列几个问题：1．考虑到上下视差的观测权,推导了相对定向元素的新公式。试验证明,有效地提高了构网精度。2．利用模型象片对常见的多项式和正形变换公式进行了大地平差。证实了在一般情况下,二次多项式仍不失为一个切实可用的平差方案。3．按全能仪空中三角测量估算公式,给出了适合解析法情况的精度公式。计算结果表明,理论精度与实际误差十分接近。4．总结了程序设计的经验。借助于各种设计技巧,大大节约了指令,有效地解决了小型电子计算机解算长航线空中三角测量的问题。     

基于定向片模型的SPOT-5遥感影像自检校光束法平差

本文通过建立内方位自检校模型,利用定向片模型对外方位元素进行内插建模,建立了基于定向片模型的自检校光束法平差,研究不同控制点数量和不同定向片间隔对定位精度的影响,并利用河南嵩山地区SPOT-5遥感影像数据对模型进行了实验验证和分析,结果表明,平面精度可以达到10.06m,高程精度可以达到8.84m.     

全能仪上特殊象对相对定向方法

在全能仪上进行象对的相对定向方法很多,这里推导一种适用于象对内一个或二个象主点“落水”情况的相对定向方法。由于连续象对相对定向和单独象对相对定向方法基本相同,现以连续象对相对定向为例进行推导。我们熟悉的连续象对相对定向元素与上下视差Q的一般公式为:     

基于简化Slerp模型的三线阵影像定向片法平差

讨论了基于四元数姿态插值方法的三线阵影像定向片平差原理,针对其中球面线性插值公式形式复杂、计算量大的问题,根据定向片的特性提出了一种简化方案,并建立了基于简化球面线性插值公式的定向片法平差模型。ADS40数据的多组实验结果表明,利用四元数球面线性插值公式进行相机姿态的内插,能取得比传统的欧拉角Lagrange多项式内插更优的平差精度;该方案在对定向片法平差的结果不产生不良影响的同时,能显著降低平差模型的复杂度,提高平差运算的速度,是另一种理想的三线阵影像平差方案。     

起伏地区航摄像片相对定向元素解算公式的研究

本文内容是研究并推导用解析法测求一对像片相对定向元素的公式,目的在提高相对定向元素解算的精度,使供用于解析法空中三角测量。本文所拟解决的问题是：1．推导相对定向元素的严密公式及实用公式;2．推论如何利用多余的观测以减少观测的误差。在进行实验的过程中曾发觉影响此项观测结果最主要的一种仪器的系统误差（立体坐标仪）,从而判断其源由并建议顾及此种误差的办法。本文分为第一部分理论的推导和第二部分实验工作。在理论部分内,由纵视差与相对定向元素的基本关采公式出发,推出完全考虑到地形起伏影响的严密公式,使可保证由于计算上近似性的影响不致减低相对方位元素解算的精度。此外从严密公式出发再简化为实用公式,可以使用在一般不特别要求高精度的计算中,也就是达到现有各种精确解算公式所能达到的程度,并制定了计算的表格。在研究如何利用多余的观测以减少观测误差方面,系采用了在像片对重叠面内均匀分布的九个标准点的观测方法,推导使用最小二乘法进行计算的公式。计算的公式并不特别复杂,但是这样做法理论上精度的提高是不很显著的,在航向倾角τ和τ′角方面均方误差的减小为0.9而在旁向倾角差方面均方误差的减小为0.8,因此只有在特别要求高精度的解算中才宜于考虑到这     

基于单位四元数的单独像对相对定向

目前对单位四元数描述空间旋转的应用,基本上是将其转换成旋转矩阵的形式,而忽略了单位四元数描述空间向量旋转具有描述几何关系的直观性以及运算简洁的优势。基于此提出一种基于单位四元数的单独像对相对定向法,方法首先采用向量描述同名光线,然后利用单位四元数描述立体像对中左右影像同名光线的变换关系,建立单位四元数共面条件方程模型,再按照带有约束条件的间接平差原理进行最小二乘平差,确定相对定向元素。针对RC30航空影像和低空无人机影像采用单位四元数法分别进行单独像对相对定向实验,结果表明单位四元数相对定向方法计算精度较高,为解决摄影测量中坐标变换问题提供更多选择。     

球面全景影像相对定向与精度验证

对传统的5点法相对定向算法的共面误差计算方法进行改进,提出了一种适合球面全景成像特点的相对定向计算流程。与传统方法相同,该算法首先计算本质矩阵,然后对本质矩阵进行奇异值分解得到旋转矩阵和平移矢量的候选解,最后利用重建的物方三维点坐标排除错误解。本文的贡献在于推导了球面全景共面条件公式,并使用点到核线平面的球面距离作为球面全景共面条件的误差项。模拟数据试验显示:当图像特征点的随机噪声在[-0.5,0.5]像素范围内时,3个姿态角的中误差约为0.1°,由相对定向恢复的相对平移量与模拟值的夹角中误差约为1.5°。使用车载全景相机配合POS获取的数据进行试验的结果显示:横滚角和俯仰角的中误差可以达到0.2°以内,航向角的中误差可以达到0.4°以内,由相对定向恢复的相对平移量与POS平移量的夹角中误差可以达到2°以内。采用本文相对定向算法的结果生成球面全景核线影像,提取影像之间同名点坐标并计算其列方向误差,结果显示核线影像同名点列坐标差的中误差在1个像素以内。     

特殊地区的相对定向方案及其精度分析

光学机械法的相对定向在一般情况下,只要按一定的方法在所选择的五个标准点上把上下视差消除为零,即五对相应光线两两相交,我们便认为所建立的地面模型是正确的。但是也会遇到由于摄影地区的实际地形使得我们不可能选择出五个标准点,如象主点落水,半象对落水等情况。此时若仍按普通的定向方法,就不可能尽快地完成相对定向,同时也不可能获得精度尽可能高的相对定向结果。为此本文对几种特殊情况的相对定向过程及其精度作一些讨论和分析,以供参考。     

方位线定向确定相对定向元素公式的探讨

为了向生产单位推荐一种精度高,计算简便的公式,曾对国内外各种确定相对定向元素的公式进行了分析,得出以下几点看法：1．公式应在方位线定向基础上推导出来;2．为使公式精度高,解算时尽可能不做太多的简化;3．采用趋近计算方法;4．采用一种相对定向元素计算公式,按不同情况计算相应的项不必同时掌握几种公式;5．计算简单,和常用的格式相差不大,便于现有作业人员掌握,要求数值不大,便于计算尺计算。本着以上几点看法,文中推导了一种确定相对定向元素公式,制订了计算表格,提出了趋近计算解法,规定了不同情况下公式的应用界限。通过对模拟象片对计算结果的分析,认为该公式与文献[2]的实用公式和苏联瓦洛夫公式的精度相同,但解算上较前者精度高,较后者简便,计算格式与现有的二次项式相近,建议生产单位采用。     

数控绘图仪简介

我国航测自动化测图的途径、方法，理论和实践，是人们关心并正在探索的问题之一。数控测图仪是根据目前国内自制的精密立体测图仪不多和快速的大容量的电子计算机、磁盘和高密度磁带尚不能广泛应用等实际情况而设计的。仪器原理是在附加有象片坐标数字化器的立体坐标仪上，量测定向点的象点坐标x，y和p，q，并通过扫描量测出大量格网点上的象点坐标x，y和左右视差p，按照摄影测量中有关的数学公式，通过DJS－6数字电子计算机解求外方位元素并计算出象片格网点的大地坐标X，Y，Z，同时进一步内插加密建立数字地面模型，在此基础上进行等高线跟踪，对等高点列进行曲线拟合、光顺，并为数控正射投影仪准备数据，这样由快