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攝影測(cè)量實(shí)習(xí)報(bào)告 -實(shí)習(xí)報(bào)告
一、 實(shí)習(xí)任務(wù)
利用自己所熟悉的一種編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)單像空間后方交會(huì)，解求此張像片的6個(gè)外方位元素 ， ， ， ，ω，κ ，
攝影測(cè)量實(shí)習(xí)報(bào)告
。二、 實(shí)習(xí)目的
1、 深刻理解單張像片空間后方交會(huì)的原理與意義；
2、 在存在多余觀(guān)測(cè)值時(shí)，利用最小二乘平差方法，經(jīng)過(guò)迭代，求的外方位元素的最佳值；
3、 熟悉VC編程方法，利用編程實(shí)現(xiàn)計(jì)算。
三、 實(shí)習(xí)原理
以單幅影像為基礎(chǔ)，從該影像所覆蓋地面范圍內(nèi)若干控制點(diǎn)的已知地面坐標(biāo)和相應(yīng)點(diǎn)的像坐標(biāo)量測(cè)值出發(fā)，根據(jù)共線(xiàn)條件方程，求解該影象在航空攝影時(shí)刻的像片外方位元素 ， ， ， ，ω，κ共線(xiàn)條件方程如下：
x-x0=-f*[a1(X-Xs)+b1(Y-Ys)+c1(Z-Zs)]/[a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)]
y-y0=-f*[a2(X-Xs)+b2(Y-Ys)+c2(Z-Zs)]/[a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)]
其中：
x,y為像點(diǎn)的像平面坐標(biāo)； x0,y0,f為影像的外方位元素；
， ，為攝站點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)；X,Y,Z為物方點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)；
旋轉(zhuǎn)矩陣R為 ;
由于此共線(xiàn)條件方程是非線(xiàn)性方程，先對(duì)其進(jìn)行線(xiàn)性化，利用泰勒展開(kāi)得：
=(x)-x++++++++
=(y)-y++++++++
像點(diǎn)觀(guān)測(cè)值一般視為等權(quán)，即P=I；
矩陣形式：V=AX-L，P=I；
通過(guò)間接平差，為提高精度，增加多余觀(guān)測(cè)方程，根據(jù)最小二乘平差原理，可計(jì)算出外方位元素的改正數(shù)。經(jīng)過(guò)迭代計(jì)算，每次迭代用未知數(shù)的近似值與上次迭代計(jì)算的改正數(shù)之和作為新的近似值，重復(fù)計(jì)算，求出新的改正數(shù)，這樣反復(fù)趨近，直到改正數(shù)小于某個(gè)限值為止。
四、 程序框圖
輸入原始數(shù)據(jù)
歸算像點(diǎn)坐標(biāo)x，y
計(jì)算并確定初值 ， ， ， ，
組成旋轉(zhuǎn)矩陣R
計(jì)算（x）（y）和
逐點(diǎn)組成誤差方程式并法化
所有點(diǎn)完否？
解法方程，求未知數(shù)改正數(shù)
計(jì)算改正后的外方位元素
未知數(shù)改正數(shù)<限差否？
整理并輸出計(jì)算結(jié)果
正常結(jié)束
非正常結(jié)束
輸出中間結(jié)果和出錯(cuò)信息
迭代次數(shù)是否小于限差否？
否
否
否
是
五、計(jì)算結(jié)果
1、像點(diǎn)坐標(biāo)，地面坐標(biāo)
點(diǎn)數(shù)
像點(diǎn)編號(hào) x y X Y Z
2像片內(nèi)方位元素：f = 153.840 x0=y0=0
攝影比例尺：1：2500
運(yùn)算結(jié)果:
六、 數(shù)據(jù)分析
選取第六張像片進(jìn)行計(jì)算，迭代次數(shù)為2次，
實(shí)習(xí)報(bào)告
《攝影測(cè)量實(shí)習(xí)報(bào)告》(http://www.shangyepx.com)。經(jīng)過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，計(jì)算出的6個(gè)外方位元素與所給參考值相比，相差很小，計(jì)算結(jié)果符合要求：線(xiàn)元素誤差小于0.5米；角元素誤差30秒。計(jì)算其精度，可以通過(guò)法方程式中未知數(shù)的系數(shù)矩陣的逆陣（A）-1來(lái)求解，此時(shí)，視像點(diǎn)坐標(biāo)為等精度不相關(guān)觀(guān)測(cè)值。因?yàn)槟骊囍械趇個(gè)主對(duì)角線(xiàn)上元素Qii就是法方程式中第i個(gè)未知數(shù)的權(quán)倒數(shù)，若單位權(quán)中誤差為m0，則第i個(gè)未知數(shù)的中誤差為：
mi=
當(dāng)參加空間后方交會(huì)的控制點(diǎn)有n個(gè)時(shí)，則單位權(quán)中誤差可按下式計(jì)算：
m0=
要求：線(xiàn)元素精度mx等，高于0.05米；角元素精度高于0.00003弧度。計(jì)算結(jié)果都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
在此次計(jì)算中，我運(yùn)用了所給的全部控制點(diǎn)，而空間后方交會(huì)所運(yùn)用的控制點(diǎn)，應(yīng)該避免位于一個(gè)圓柱面上，否則會(huì)出現(xiàn)解不唯一的情況。選點(diǎn)時(shí)，還需要避免選擇的點(diǎn)過(guò)于聚集在一起，或位于一條直線(xiàn)上，所選控制點(diǎn)最好分布在像片的四角和中央。并且數(shù)量充足，這樣有利于提高解算精度。
迭代時(shí)，所選擇控制條件不同，迭代次數(shù)略有不同，所以最后結(jié)果也會(huì)略有不同。一般設(shè)置為線(xiàn)元素改正數(shù)小于0.01m，角元素改正數(shù)小于0.1’。
所提供X Y Z為地面測(cè)量坐標(biāo)，帶入共線(xiàn)方程時(shí)，需要轉(zhuǎn)換為地面攝影測(cè)量坐標(biāo)，最簡(jiǎn)單的方法為互換XY的數(shù)值，即可達(dá)到轉(zhuǎn)換坐標(biāo)目的。并且其單位為米，而像點(diǎn)坐標(biāo)的單位為厘米，需要統(tǒng)一坐標(biāo)單位。
這次實(shí)習(xí)持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，經(jīng)歷了幾次數(shù)據(jù)的更改，所以程序也幾經(jīng)修改，由最初的直接輸入數(shù)據(jù)到后來(lái)可以自行讀入數(shù)據(jù)，并且可以選擇計(jì)算的像片，功能有所完善，我也在實(shí)踐的過(guò)程中，對(duì)空間后方交會(huì)有了更深的理解。深刻理解了共線(xiàn)條件方程的運(yùn)用，各個(gè)量的意義，受益匪淺。
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