相對(duì)定向理論和方法

-.z.相對(duì)定向理論和方法1根本概念確定立體像對(duì)相對(duì)方位元素的過程稱為立體像對(duì)的相對(duì)定向。2相對(duì)定向方程假設(shè)已求出立體像對(duì)的相對(duì)方位元素，恢復(fù)了兩*像片的相對(duì)方位，則同名光線必然兩兩相交，在相對(duì)坐標(biāo)系中構(gòu)成一個(gè)立體模型。此時(shí)，同名光線和攝影基線必然位于同一個(gè)空間平面內(nèi)，如圖1所示，這就是相對(duì)定向的共面條件。由此條件得到的相對(duì)定向方程稱為共面條件方程。SS2S1ABP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1陰位圖圖1共面條件由向量幾何可知，三個(gè)向量共面的充分必要條件是三向量的混合積等于0，即(1)式中，"〞是數(shù)積運(yùn)算符；"〞為向量積運(yùn)算符。在每種相對(duì)定向系統(tǒng)中，把(1)式化為坐標(biāo)表示的形式，就是相應(yīng)的相對(duì)定向方程。2.1連續(xù)像對(duì)系統(tǒng)的相對(duì)定向方程BBS2S1Aa1a2BZBYB*圖2圖2是連續(xù)相對(duì)定向系統(tǒng)的示意圖。按混合積的坐標(biāo)表達(dá)方式，有(2)式中。是在模型坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；和分別是像點(diǎn)在中的坐標(biāo)。由于連續(xù)相對(duì)定向系統(tǒng)是以左像空系為基準(zhǔn)，所以(3)(4)此時(shí)，是由相對(duì)方位元素確定的旋轉(zhuǎn)矩陣。在近似垂直攝影條件下，。將(2)式展開，并在方程兩側(cè)同除以，有(5)考慮到、后，展開(5)式，有(6)顯然，是的函數(shù)，且是非線性方程。2.2單獨(dú)像對(duì)系統(tǒng)的相對(duì)定向方程3相對(duì)定向方程的線性化3.1連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向方程的線性化為了求解的方便，需對(duì)共面條件方程進(jìn)展線性化處理。首先對(duì)(6)式按泰勞級(jí)數(shù)展開，且只保存一次項(xiàng)，有(7)下面求(7)式中的各個(gè)偏導(dǎo)數(shù)。第一步：求對(duì)的偏導(dǎo)數(shù)。(8)(9)第二步：求(7)式中的各個(gè)偏導(dǎo)數(shù)。且將各個(gè)偏導(dǎo)數(shù)和常數(shù)項(xiàng)代入(7)式，并考慮到，，，，則對(duì)上式除以f，得(10)式中稱為上下視差，一般用表示。當(dāng)時(shí)，說明相對(duì)定向已完成，否則相對(duì)定向沒有完成，因此，可以作為是否完畢迭代運(yùn)算的標(biāo)志。將(10)式改寫為誤差方程式，(11)12123456圖3標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)定向點(diǎn)4相對(duì)定向?qū)Χㄏ螯c(diǎn)的要求(10)式中有五個(gè)未知數(shù)，只要量測(cè)5對(duì)同名像點(diǎn)則可解求這五個(gè)未知數(shù)，但為了減小粗差，一般量測(cè)6對(duì)同名像點(diǎn)的坐標(biāo)，且用(11)式按最小二乘平差進(jìn)展答解。為了提高相對(duì)定向精度，這6個(gè)定向點(diǎn)要盡量控制整個(gè)模型，其分布如圖3所示。5相對(duì)定向的計(jì)算過程(1)量取相對(duì)定向點(diǎn)的左、右像片坐標(biāo)；(2)給出相對(duì)方位元素的初值；(3)計(jì)算右片的旋轉(zhuǎn)矩陣；(4)逐點(diǎn)計(jì)算()和()；(5)逐點(diǎn)計(jì)算誤差方程式的各個(gè)系數(shù)，組誤差方程式；(6)按最小二乘求解各相對(duì)方位元素的改正數(shù)；(7)將改正數(shù)和初什相加，得到相對(duì)方位元素的新初值；(8)判斷改正數(shù)是否小于規(guī)定值？假設(shè)是，完畢計(jì)算；假設(shè)不是，則重復(fù)(3)～(8)。6相對(duì)定向的精度估計(jì)與單像空間前方交會(huì)的精度估計(jì)方法一樣。7相對(duì)定向的自動(dòng)化(1)在標(biāo)準(zhǔn)定向點(diǎn)的鄰域用點(diǎn)特征提取算法在左片提取出定向點(diǎn)(一般提取50個(gè)左右)；(