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光束法区域网平差的基本思想。

归档日期:07-08       文本归类:光线法      文章编辑:爱尚语录

  BlockAdjustment BundleBlock Adjustment Bundle一、基本思想与流程 一、基本思想与流程 二、像片外方位元素和地面点坐标初始值 二、像片外方位元素和地面点坐标初始值 的确定 的确定 三、误差方程式与法方程式的建立 三、误差方程式与法方程式的建立 四、改化法方程式的结构 四、改化法方程式的结构 五、带状法方程式的循环分块解法 五、带状法方程式的循环分块解法 光束法区域网平差是以一张像片组成的一束光线作为平差的基本单元,以中心投影的共线方程作 为平差的数学模型,以相邻像片公共交会点坐标 相等、控制点的内业坐标与已知的外业坐标相等 为平差条件,列出控制点和加密点的误差方程式, 进行全区域的统一平差计算,解求出每张像片的 外方位元素和加密点的地面坐标。 平差单元:单张像片(即光线束)作为平差基本单元,像点坐标(x 平差条件:控制点:控制点(单片平高点;双片平高点、平面点和高程 点)的内业计算坐标(X ’)相符合。加密点:同名光线相交的地面点坐标(X 平差目的:在整个区域内,利用共线条件方程统一平差,联合解算出各 张像片的外方位元素和加密点的地面坐标(X 理论模型:共线条件方程。说明:预先消除像点坐标的系统误差。 光束法对系统误差特别敏感光束法区域网平差以像点坐标作为观测 值,理论严密,只有在较好地预先消除 像点坐标的系统误差后,才能得到理想 的加密成果。 确定像片外方位元素和加密点地面坐标近似值 确定像片外方位元素和加密点地面坐标近似值 逐点建立误差方程式并法化 逐点建立误差方程式并法化 建立改化法方程式 建立改化法方程式 采用边法化边消元的循环分块法循环分块法解求改化法方程 解求改化法方程 求出像片的外方位元素 求出像片的外方位元素 前方交会法计算加密点坐标 前方交会法计算加密点坐标 1、利用航带法的加密成果二、像片外方位元素和地面点坐标近似值的确定 按航带法加密计算一次,得到全测区 每个像对所需测图控制点地面摄影测量坐标,然后直 接用航带法求出的各地面点坐标进行空间后方交会, 求出所有像片的外方位元素。 这些值作为光束法平差时未知数的初始值,是一种最 适合的方法。 10 2、利用旧地图 将像片的影像与旧地图对照,判识像片上的某特征 地物,通过分折与判断,确定像片在地图上的位 置。然后,在地图上找到像片上明显地物的位置 并读取点位坐标,再根据像片上点位坐标.确定 出摄站点坐标的近似值。对竖直摄影而言。像片 外方位角元素的近似位能较容易地确定.因为三 个角元素本身是小角,故可先取为零。这种方法 人工操作工作量较大,又繁琐,故很少使用它。 二、像片外方位元素和地面点坐标近似值的确定 11 3、GPS辅助光束法 二、像片外方位元素和地面点坐标近似值的确定 GPS/INS/POS系统 12 光束法区域网平差的概算 目的是提供每张像片的外方位元素和加密点地面坐标 的近似值,通常用航带法加密成果作为光束法区域网平 具体过程如下:(1)第一条航带建立自由航带网,用该航带内已知的地 面控制点作概略绝对定向,获得加密点概略地面坐标。 (2)以下各条航带,用上条相邻航带的公共点和本航 带的控制点作概略定向。 (3)各相邻航带公共点坐标取均值作为地面坐标的近 (4)用每张像片的近似地面坐标,用空间后方交会方法求得各像片的外方位近似值。 经区域网概算,获取每张像片的外方位元素 和加密点地面坐标的近似值后,就可以用共 线条件方程式,列出每张像片上的控制点和 加密点的误差方程式。 线 13 12 11 14 15 dZdY dX 2625 24 23 22 21 16 15 14 13 12 11 dZdY dX 2313 22 12 21 11 写出矩阵形式误差方程矩阵形式 dZdY dX 2625 24 23 22 21 16 15 14 13 12 11 2322 21 13 12 11 dZdY dX 1617 已知地面控制点: 加密点: 参加平差的点列原始误差方程式立体重叠范围 单张像片 不考虑控 制点本身 误差 平高控制点 平面控制点 高程控制点 平高控制点 考虑控制 点本身误 平高控制点平面控制点 高程控制点 平高控制点 dYdX dZdY dX dZdY dX 1515 11 2521 3531 4541 5551 6561 7571 7271 73 74 75 12 11 13 14 15 22 21 23 24 25 32 31 33 34 35 42 41 43 44 45 52 51 53 54 55 62 61 63 64 65 1011 12 按按平行于航线方 平行于航线方 向排列 向排列未知数的 未知数的 原始误差方程式 原始误差方程式 图解 图解 2221 12 11 1920 1515 11 2521 3531 4541 5551 6561 7571 6n’N3t 按按平行于航线方 平行于航线方 向排列 向排列未知数的 未知数的 原始法方程图解 原始法方程图解 21法方程系数阵 法方程系数阵 加密点坐标未知数像片外方位元素未知数 1113 15 17 19 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1,2,…,20待定点名 像片名高程控制点 平高控制点 21改化法方程:消除一类未知数后所得的法方 22垂直航向排 列的带宽 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1,2,…,20待定点名 像片名高程控制点 平高控制点 带宽:改化法方程式系数矩阵中主对角线到任意一行最远处的非零元素间所包含的未知数个数 23 沿航向排 列的带宽 当n

  2N-1时,垂直于航向编排像片次序可获得最小 带宽,对解法方程有利 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1,2,…,20待定点名 像片名高程控制点 平高控制点 先法化后消元解求法方程的过程回代通式 边法化边消元解求法方程的过程26 12-1 11 1222 22 边法化边消元解求法方程的过程27 22边法化边消元解求法方程的过程 28 经过若干次消元和上移以后,可解出 -1通过回代可解出 边法化边消元解求法方程的过程29 30 思考题 1、光束法区域网平差的基本思想。 2、光束法区域网平差的理论公式。 3、光束法法区域网平差的基本原理。 31 现有一个由三张像片构成的小区域,像片的航向重叠 p=60%,地面控制点和加密点的分布表示于图中。假定 地面控制的精度很高,其误差可以忽略。现拟用光束法 区域网平差程序进行平差,试问: 1、区域中哪些点可以参加平差?哪些点不能参加平差? 为什么? 2、计算该平差问题的多余观测数。 平高控制点 平高控制点 平面控制点 平面控制点 高程控制点 高程控制点 加密点 加密点 32 33 6--44(Block Adjustment (BlockAdjustment IndependentModels) Independent Models) 以以单独模型 单独模型为平差单元 为平差单元 的区域网平差的方法 的区域网平差的方法,,称为 称为 独立模型法区域网平差 独立模型法区域网平差。。 34 一、独立模型法区域网平差的基本原理独立模型法区域网平差的基本原理 【【一一】】基本思想 基本思想 二】】平差原理平差原理 35 平差单元:单模型——将模型点在单模型中的坐标视为观测值。 平差条件:控制点:内业计算坐标(X ’)相符合。连接点:相邻模型连接点(起连接作用的摄站点) 的坐标(X )应相等。【【一一】】独立模型法区域网平差的基本思想 独立模型法区域网平差的基本思想 36 平差目的:在整个区域内,用平差的方法确定每个单模型 在区域中的最或然位置,即平移、旋转、缩放的七 个变换参数,从而计算出各加密点的地面坐标(X 理论模型:【【一一】】独立模型法区域网平差的基本思想 独立模型法区域网平差的基本思想 37 独立模型法空中三角测量,把单元模型视为刚体,利用各单元模型间公共点彼此连结成一个 区域,在连结过程中,每个单元模型只作旋转、 缩放、平移,此类变换中以保持单元模型间公 共点的坐标相等;控制点的内业坐标与地面辅 助坐标相等,同时观测值改正数的平方和为最 小,用最小二乘法平差使各单元模型处于最或 是位置,这就是独立模型法空三的基本思想。 【【一一】】独立模型法区域网平差的基本思想 独立模型法区域网平差的基本思想 38 【一一】】独立模型法区域网平差的基本思想独立模型法区域网平差的基本思想 39 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。 独立模型法空中三角测量的主要内容 【【一一】】独立模型法区域网平差的基本思想 独立模型法区域网平差的基本思想 40 【【二二】】平差的基本原理 平差的基本原理 11、平差的基本公式:、平差的基本公式: )为模型平移的三个分量。为模型缩放比例尺因子。 M为模型坐标系对地面坐标系的旋转矩阵。 41 【【二二】】平差的基本原理 平差的基本原理 22、平差计算的基本原理: 、平差计算的基本原理: ij lzly lx dZdY dX XtrYtr Ztr ZtrYtr YtrZtr 独立模型法区域网平差的原始误差方程式:矩阵形式: 矩阵形式: ij ij ij Ti lzly lx ii:点的序号:点的序号,,jj:模型号 :模型号 ij ZtrYtr Xtr 4222、平差计算的基本原理: 、平差计算的基本原理: 独立模型法区域网平差的原始误差方程式:独立模型法区域网平差的原始误差方程式: 矩阵形式: 矩阵形式: ij ij ij Ti ii:点的序号:点的序号,,j j:模型号 :模型号 【【二二】】平差的基本原理 平差的基本原理 43 【【二二】】平差的基本原理 平差的基本原理 ’)为已知地面控制点的大地坐标值。地面控制点: 地面控制点: ij ij ij Ti 模型连接点:模型连接点: ij ij ij Ti 起连接作用的摄站点:起连接作用的摄站点: ij ij ij Ti 参加平差的点列原始误差方程式参加平差的点列原始误差方程式 44 【【二二】】平差的基本原理 平差的基本原理 整体平差计算:解算各模型的变换参数和点的地面坐整体平差计算:解算各模型的变换参数和点的地面坐 1)区域中各连接点按(5-3)式列出误差方程;2)区域中各控制点按(5-3)列出误差方程; 3)将全区域误差方程在[pvv]=min的条件下法化; 4)答解法方程,即得出各模型的变换参数改正数 ,修正变换参数值,计算点的地面坐标; 5)迭代计算,直至改正数小于限差; 6)按(5-1)式计算各模型的单点(加密点)的坐 4511、、基本思想 基本思想 22、、基本公式 基本公式 33、、原始误差方程式的基本形式 原始误差方程式的基本形式 44、、不同性质的点列不同的误差方程式 不同性质的点列不同的误差方程式 55、、区域网平差计算过程 区域网平差计算过程 66、、三种区域网平差的异同点 三种区域网平差的异同点。。 第六章复习提纲 第六章复习提纲 46 航带法 航带法 独立模型法 独立模型法 光束法 光束法 以航带模型为基本平差单元,根据控 内业坐标相等、连接点的内业坐标相 等,按照非线性改 正公式列出误差方 程,在整个区域内 统一进行平差,答 性改正系数,计算出加密点地面坐标。 以各自建立的单模 型为基本平差单元, 根据控制点的外业 坐标与内业坐标相 等、连接点的内业 坐标相等,按照三 维空间相似变换列 出误差方程,在整 个区域内统一进行 型的绝对定向参数,并计算出加密点地 面坐标。 以每个光束(像片) 作为基本平差单元, 根据控制点的外业 坐标与内业坐标相 坐标相等,按照共线条件方程列出误 差方程,在全区域 内统一进行平差处 理,答解出各每张 像片的外方位元素, 然后按多片前方交 会计算出加密点地 面坐标。 基本 基本 误差 误差 方程 方程 三维空间相似变换三维空间相似变换 共线条件方程共线条件方程 非线性改正多项式 非线性改正多项式 三种区域网平差方法的比较三种区域网平差方法的比较 47 航带法航带法 独立模型法 独立模型法 光束法 光束法 本单元本单元 航带模型 航带模型 单模型(或模型组) 单模型(或模型组) 光束(或像片) 光束(或像片) 加密点 加密点 坐标 坐标 计算 计算 概略地面坐标 概略地面坐标 ++非线性改正 非线性改正 对所在模型绝对定 对所在模型绝对定 向得到地面坐标 向得到地面坐标 多片前方交会 多片前方交会 三种区域网平差方法的比较三种区域网平差方法的比较 未知数未知数 区域中各条航带非 区域中各条航带非 线性改正多项式系 线性改正多项式系 数:aiai,,bi bi,,ci ci 区域中各模型绝对 区域中各模型绝对 方位元素: 方位元素:λλ、、ΦΦ、、ΩΩ、、 ΚΚ、、XX 00 、、YY 00 、、ZZ 00 区域中各像片的外 区域中各像片的外 方位元素: 方位元素:Xs Xs、、Ys Ys、、 Zs Zs、、φφ、、ωω、、κ 理论精度理论精度 一般 一般 高高 最高 最高 lydZ lxdZ 系统误差系统误差 的敏感性 的敏感性 不敏感 不敏感 一般 一般 最敏感 最敏感 计算 计算 复杂度 复杂度 简单 简单 复杂 复杂 最复杂 最复杂 48 区域网平差的三种方案 区域网平差的三种方案 量测像点坐标 量测像点坐标 计算的 计算的 航带模型坐标 航带模型坐标 模型连接 模型连接 计算的 计算的 单元模型坐标 单元模型坐标 相对定向 相对定向 光束法 光束法 独立模型法 独立模型法 航带法 航带法 区域网平差 区域网平差 49

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