1、航摄像片的方位元素航摄像片的方位元素 摄影测量学（上）第三章 武汉大学武汉大学 遥感信息工程学院 摄影测量教研室 1 一、一、摄影测量常用坐标系摄影测量常用坐标系 二、航摄像片的内、外方位元素二、航摄像片的内、外方位元素 三、像点坐标变换三、像点坐标变换 主要内容主要内容 2 1像平面直角坐标系(p-xy) 一、摄影测量常用坐标系 p x y o x y p x y 3 2像空间直角坐标系(S-xyz) x y o P y z x s -f 4 3 像空间辅助坐标系(S-XYZ) x y o s x zy Y X Z 5 4 摄影测量坐标系(Op-XpYpZp) 5 地面测量坐标系(t-XtY
2、tZt) t yt xt zt p Xp Yp Zp X Y Z S 地面测量坐标为国家统一坐 标系，平面坐标系为高斯- 克吕格三度带或六度带1980 西安坐标系，高程坐标系为 1985黄海高程系 6 6地面摄影测量坐标系(A-XtpYtpZtp) 原点为地面某一控制点，Ztp轴与地面测 量坐标系的z轴平行，Xtp轴与航线一致 Xtp Ytp Ztp A 7 二、航测像片的方位元素 方位元素：确定摄影时摄影物镜（摄影中心） 、像片与地面 三者之间相关位置的参数 8 1像片的内方位元素：摄影物镜后节点与像片 之间相互位置的参数 恢复内方位元素可恢复摄影时的摄影光束 x y c S f o x0
3、y0 9 2像片外方位元素：已建立的摄影光束，确定像片摄 影瞬间在地面直角坐标系中空间 位置和姿态的参数 X Y Z A p S 10 三个直线元素，描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的坐 标值(Xs、Ys、Zs)。三个角元素(、)，表示摄影光束空 间姿态(像片在摄影瞬间空间姿态的要素） X Y Z A p S Xs Ys Zs 11 1）以Y轴为主轴的、 、 X Y Z A Xs Ys Zs o ox X Y Z N S 旁向倾角 航向倾角 像片旋角 x y 12 2）以X轴为主轴的，、 ， 、 ， 航向倾角 , 旁向倾角， 像片旋角 ， X Y Z A S X Y Z N Xs Ys Zs
4、 ooY ， ， ， x y 13 3）以Z轴为主轴的A、 方位角A 像片倾角 像片旋角 X Y Z A S X Y Z N A x y 14 1 像点的平面坐标变换 三、像点坐标变换 x y p x y a 15 x y p x y o y0 x0 a 16 2 像点空间坐标变换 R称为旋转矩阵，R为正交矩阵，由三个独立参数确定 x y o z x y s X Y Z 17 1）以Y轴为主轴的、系统的坐标变换 S-XYZ绕Y轴旋转角 到S-XYZ X Y Z S X Z a 18 S-XYZ绕X轴旋转角 到S-XYZ Y X Z S Y Z a 19 S-XYZ绕Z轴旋转角到 S-XYZ(s
5、-xyz) a X Z Y S X Y 20 21 a1 = coscos - sinsinsin a2 = -cossin sinsincos a3 = -sincos b1= cossin b2 = coscos b3 = -sin c1 = sincos+ cossinsin c2 = -sinsin + cossincos c3 = coscos 22 2）以X轴为主轴的，、，、，系统的坐标变换 23 Y z S X Y Z a 24 a X Z X z S Y 25 X Y X z S Y a 26 a1 = coscos a2 = -cossin a3 = -sin b1= cos
6、sin sin sincos b2 = coscos+ sin sinsin b3 = -sin cos c1 = sinsin+ cossincos c2 = sincos- cossinsin c3 = coscos 27 3）以Z轴为主轴的Av系统的坐标变换 28 a1 = cosAcosv+sinAcossinv a2 = -cosAsinv+sinAcoscosv a3 = -sinAsin b1=-sinAcos v +cosAcossinv b2= sinAsinv+ cosAcoscosv b3 = -cosAsin c1 = sin sinv c2 = sincosv c3 = cos 29 旋转矩阵的构成 用a2,a3,b3作为独立参数解求旋转矩阵 正交矩阵 30 31 从(a) 式含a1、a2、a3的方程式 含b1、b2、b3的方程式 含c1、c2、c3的方程式可解 32 从(a)式中 从(c) 式中 从(b)式中 从(c) 式中 从(a)式中 33 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、金为铣，杨先宏等编，摄影测量学，武汉测绘科技大学出版社 2、李德仁，周月琴编著，摄影测量与遥感概论，测绘出版社 作业： PP.39，第2题 34
