1、四 川 建 筑 职 业 技 术 学 院授 课 教 案第 1 页解析空中三角测量4.1 解析空中三角测量新课导入每个立体像对都需要四个控制点，若测区范围有多个立体像对，则需要大量的地面控制点。那么，外业工作量大、效率不高？设想，能否在整个区域(几十张甚至几百张影像或者几条航带构成的一个区域) 中，也利用少量的控制点，在内业用解析测量的方法加密出每个像对所要求的控制点，然后用于测图呢？答案是肯定的一解析空中三角测量。解析空中三角测量的出发点：利用少量的外业实测的控制点确定全部影像的外方位元素及加密测图所需的控制点。4.1.1 概述1. 解析空中三角测量的定义利用计算的方法，根据航摄像片上所量测的像
2、点坐标以及少量的地面控制点求出地面加密点的物方空间坐标，称之为解析空中三角测量。俗称摄影测量加密。2. 解析空中三角测量的目的和意义目的：(1) 为摄影测量测绘地形图、制作正射影像图提供定向控制点和像片内、外方位元素；(2) 测定大范围内界址点的统一坐标；单元模型中大量地面点坐标的计算；(3) 解析近景摄影测量和非地形摄影测量，用于建筑物变形测量、工业测量等。意义：(1) 不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状；(2) 可快速地在大范围内同时进行点位测定，以节省野外测量工作量；(3) 不受通视条件限制；(4) 摄影测量平差时，区域内部精度均匀，且不受区域大小限制。3. 解析空中三角测量的分类
3、(1) 按数学模型：航带法、独立模型法、光束法。四 川 建 筑 职 业 技 术 学 院授 课 教 案第 2 页(2) 按平差范围：单模型法、航带法、区域网法4.1.2 航带法空中三角测量1. 基本思想与流程基本思想：把许多立体像对构成的单个模型连结成一个航带模型，将航带模型视为单元模型进行解析处理，通过消除航带模型中累积的系统误差，将航带模型整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的地面坐标。主要工作流程：（1）像点坐标量测及系统误差改正；（2）立体像对相对定向，建立单个模型；（3）模型连接，构建自由航带网；（4）航带模型绝对定向；（5）航带模型非线性改正；（6）加密点坐标计算。2. 单航带空中
4、三角测量（1）像点坐标量测及系统误差的改正引起误差的主要因素包括：底片变形、 物镜畸变 、大气折光、地球曲率。（2）连续法相对定向，建立单个立体模型模型点坐标是以立体像对中左摄影站点为坐标原点的坐标。（3）模型连接，建立统一的自由航带网由于模型的基线分量 b 是各自独立选取的，造成了各模型的比例尺大小不一致，必须进行模型比例尺的归化。求出模型比例尺归化系数后，将后一模型每个点的空间辅助坐标系以及基线分量均乘以归化系数，就可以获得与前一模型比例尺一致的坐标。（4）航带模型的绝对定向将航带模型在航带辅助坐标系中的坐标纳入到地面摄影测量坐标系中，取得模型点的地面摄影测量坐标。基本公式： 0ZYXWV
5、URZYX利用地面控制点解算七个绝对定向参数。（5）航带模型的非线性改正航带网的变形很复杂，无法用一个简单的数学公式精确表达，通常采用多项式逼近法。用一个多项式曲面拟合航带网复杂的变形曲面，使该曲四 川 建 筑 职 业 技 术 学 院授 课 教 案第 3 页面经过航带网已知点时，所求得坐标变形值与它们实际的变形值相等或使其残差的平方和为最小。3. 航带法区域网平差（1）基本思想按照单航带法构成自由航带网；利用本航带的控制点及与上一航带的公共点进行三维空间相似变换，将整区各航线纳入统一的坐标系中；同时解求各航带非线性变形改正系数；计算各加密点坐标。（2）解算步骤区域网概算：建立统一的区域网，获得
6、模型点的概略地面摄测量坐标。区域网整体平差：求解出各航带的非线性改正系数，计算加密点地面测量坐标。 4.1.3 独立模型法区域网空中三角测量1. 基本思想基于单独法相对定向建立单个立体模型，再由一个个单模型相互连接组成一个区域网。采用最小二乘准则对全区域网实施整体平差，解求每个模型的七个绝对定向参数，从而求出所有待定点的地面坐标。2. 作业流程(1) 建立单元模型，获得各单元模型的模型点坐标，包括摄站点坐标。(2) 利用相邻模型间的公共点和所在模型中的控制点，各单元模型分别作三维线性变换，按各自的条件列出误差方程式，并逐点进行法化，组成总体法方程式。(3) 建立全区域的改化法方程式，并按循环分
7、块法求解的每个单元模型的 7 个参数。(4) 按平差后求得的各单元模型的 7 个变换参数计算每个单元模型中待定点的坐标。各公共点坐标取其均值作为最后坐标。4.1.4 光束法区域网空中三角测量1. 基本思想与流程以摄影时地面点、摄站点和像点三点共线为基本条件，以每张像片（摄影光束）构成的一个光束作为一个平差单元，以共线条件方程作为平差的基础方程，通过各光束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共光线实现最佳交会，将整体区域最佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素。2. 主要内容四 川 建 筑 职 业 技 术 学 院授 课 教 案第 4 页(1) 获取每张像片外方位元素以
8、及待定点坐标近似值；(2) 从每张像片上控制点、待定点的像点坐标出发，按共线条件列出误差方程；(3) 建立法方式，并进一步得到改化法方程，通常是建立消去待定点坐标改正数的改化法方程式；(4) 解求改化法方程式，求出每张像片的外方位元素；(5) 按空间前方交会计算待定点坐标。4.1.5 三种解析空中三角测量方法的比较平差方法比较项目 航带法 独立模型法 光束法平差单元 航带 单元模型 单张像片（光束）观测值 各点概略地摄坐标 模型坐标 像点坐标未知数 各航带非线性变形改正系数各模型空间相似变换参数及加密点坐标各像片外方位元素及加密点坐标平差数学模型 多项式空间相似变换公式 共线方程原理 近似 严密 最严密精度 低 高 最高应用 小比例尺低精度加密 测图加密低级大地测量三角网及高精度数字地籍测量测量地界点
