獨(dú)立模型法空中三角測(cè)量

為了避免誤差的累積，可以以單模型(或雙模型)為平差計(jì)算單元，由一個(gè)個(gè)相互連接的單模型既可以構(gòu)成一條航帶網(wǎng)，也可以組成一個(gè)區(qū)域網(wǎng)，但是，構(gòu)網(wǎng)過程中的誤差卻被限制在單個(gè)模型內(nèi)，而不會(huì)發(fā)生誤差累積，這樣，就可以克服航帶法空中三角測(cè)量的不足，有利于加密精度的提高 。

獨(dú)立模型法空中三角測(cè)量的主要內(nèi)容：

(1)建立單元模型，獲得各單元模型的模型點(diǎn)坐標(biāo)，包括攝站點(diǎn)坐標(biāo)。

(2)利用相鄰模型間的公共點(diǎn)和所在模型中的控制點(diǎn)，各單元模型分別作三維線性變換，按各自的條件列出誤差方程式，并逐點(diǎn)進(jìn)行法化，組成總體法方程式。

(3)建立全區(qū)域的改化法方程式，并按循環(huán)分塊法求解的每個(gè)單元模型的7個(gè)參數(shù)。

(4)按平差后求得的各單元模型的7個(gè)變換參數(shù)計(jì)算每個(gè)單元模型中待定點(diǎn)的坐標(biāo)。各公共點(diǎn)坐標(biāo)取其均值作為最后坐標(biāo) 。

空中三角測(cè)量，是立體攝影測(cè)量中根據(jù)少量的野外控制點(diǎn)，在室內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，求得加密點(diǎn)的高程和平而位置的測(cè)量方法。其主要目的是為缺少野外控制點(diǎn)的地區(qū)測(cè)圖提供絕對(duì)定向的控制點(diǎn)。空中三角測(cè)量一般分為兩種：模擬空中三角測(cè)量即光學(xué)機(jī)械法空中三角測(cè)量；解析空中三角測(cè)量即俗稱的電算加密。模擬空中三角測(cè)量是在全能型立體測(cè)量?jī)x器(如多倍儀)上進(jìn)行的空中三角測(cè)量。它是在儀器上恢復(fù)與攝影時(shí)相似或相應(yīng)的航線立體模型，根據(jù)測(cè)圖需要選定加密點(diǎn)，并測(cè)定其高程和平面位置 。

解析空中三角測(cè)量是指用計(jì)算的方法，根據(jù)遙感像片上量測(cè)的像點(diǎn)坐標(biāo)和少量地而控制點(diǎn)，采用較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)公式，按最小二乘法原理，用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)解算待定點(diǎn)的平而坐標(biāo)和高程。20世紀(jì)40年代，隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用，解析空中三角測(cè)量首先在英國(guó)的軍事測(cè)量局投入應(yīng)用。20世紀(jì)60年代以來，由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算數(shù)學(xué)的發(fā)展，解析空中三角測(cè)量取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，形成了一套比較完善的測(cè)算方法。由于精度高，效果好，解析空中三角測(cè)量被認(rèn)為是測(cè)地定位的一種精密方法。解析空中三角測(cè)量目前常用的方法是區(qū)域網(wǎng)平差。區(qū)域網(wǎng)平差是指在由多條航線連接成的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，并對(duì)加密點(diǎn)的平而坐標(biāo)和高程進(jìn)行的整體平差。按照構(gòu)網(wǎng)的方法和平差單元的劃分，區(qū)域網(wǎng)平差的基本方法有：航帶法、獨(dú)立模型法和光束法 。

航帶法空中三角測(cè)量

航帶法空中三角測(cè)量研究的對(duì)象是一條航帶的模型，即首先要把許多立體像對(duì)所構(gòu)成的單個(gè)模型連接成航帶模型，再把單個(gè)模型連接成航帶模型，構(gòu)成航帶自由網(wǎng)。再把航帶模型視為一個(gè)單元模型進(jìn)行航帶網(wǎng)的絕對(duì)定向。由于在單個(gè)模型連成航帶模型的過程中，各單個(gè)模型中的偶然誤差和殘余的系統(tǒng)誤差將傳遞到下一個(gè)模型中去，這些誤差傳遞累計(jì)的結(jié)果會(huì)使航帶模型產(chǎn)生扭曲變形，所以航帶模型絕對(duì)定向后，還需做模型的非線性改正，最終求出加密點(diǎn)的地而坐標(biāo) 。

航帶法空中三角測(cè)量的建網(wǎng)過程：

(1)像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)與系統(tǒng)誤差改正(也即是進(jìn)行內(nèi)定向)。

量測(cè)每個(gè)像對(duì)事先選定好的加密點(diǎn)及控制點(diǎn)的像平而坐標(biāo)，并進(jìn)行系統(tǒng)誤差改正。

(2)連續(xù)法相對(duì)定向建立單個(gè)模型。

建立起的航帶內(nèi)各單個(gè)模型的像空間輔助坐標(biāo)系，其特點(diǎn)是各模型的像空間輔助坐標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)軸向都保持彼此平行，但模型比例尺各不相同，坐標(biāo)原點(diǎn)也不一致。相對(duì)定向其目的是恢復(fù)攝影時(shí)刻左右像片之間的相對(duì)位置和姿態(tài)的關(guān)系，建立與地而相似的幾何模型 。

(3)航帶內(nèi)各立體模型利用公共點(diǎn)進(jìn)行連接(模型連接)，建立統(tǒng)一的航帶網(wǎng)模型。

航帶內(nèi)各單個(gè)模型建立之后，以相鄰兩模型重疊范圍內(nèi)三個(gè)連接點(diǎn)高度應(yīng)相等為條件，從航帶的左端至右端的方向，逐個(gè)模型的歸化比例尺，統(tǒng)一坐標(biāo)原點(diǎn)，使全航帶內(nèi)單個(gè)模型連接成一個(gè)統(tǒng)一的自由航帶網(wǎng)模型。統(tǒng)一后的模型點(diǎn)坐標(biāo)為攝影測(cè)量坐標(biāo)系坐標(biāo)。通過比例尺統(tǒng)一后，就可以求得各單個(gè)模型比例尺一致的坐標(biāo)，還需要將各單個(gè)模型連接成一個(gè)整體的航帶模型，即將航帶中所有的攝站點(diǎn)、模型點(diǎn)的坐標(biāo)都納入到全航帶統(tǒng)一的攝影測(cè)量坐標(biāo)系中，構(gòu)成自由航帶網(wǎng)。模型連接的實(shí)質(zhì)就是比例尺歸化，然后計(jì)算模型點(diǎn)坐標(biāo) 。

(4)航帶網(wǎng)模型的絕對(duì)定向。

航帶網(wǎng)模型的絕對(duì)定向是指將航帶模型在航帶輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)納入到地而攝影測(cè)量坐標(biāo)系中，取得模型點(diǎn)的地而攝影測(cè)量坐標(biāo)值。航帶模型的絕對(duì)定向，把航帶模型視為一個(gè)整體，采用與單個(gè)模型定向完全相同的方法。其主要流程是：將控制點(diǎn)的地而測(cè)量坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成地而攝影測(cè)量坐標(biāo)；計(jì)算重心坐標(biāo)和重心化坐標(biāo)；絕對(duì)定向誤差方程式的建立和法方程式的求解；計(jì)算概略絕對(duì)定向坐標(biāo) 。

(5)航帶網(wǎng)模型的非線性改正。

在模型連接的過程中，單個(gè)模型的偶然誤差和系統(tǒng)誤差會(huì)傳遞到下一個(gè)模型中去，會(huì)使航帶模型產(chǎn)生扭曲變形，所以航帶網(wǎng)模型還要進(jìn)行非線性改正 。

光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量

以一個(gè)攝影光束(即一張像片)作為平差計(jì)算基本單元，以共線方程作為平差的基礎(chǔ)方程，通過各個(gè)光束在空間的旋轉(zhuǎn)和平移，使模型之間公共點(diǎn)的光線實(shí)現(xiàn)最佳的交會(huì)，并使整個(gè)區(qū)域納入到已知的控制點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)中去，在影像公共點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)相等，控制點(diǎn)加密坐標(biāo)應(yīng)與地而攝測(cè)坐標(biāo)一致的條件下，保持誤差平方和最小的情況下，解求得各像片的外方位元素和加密點(diǎn)的地而坐標(biāo)。

光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量主要內(nèi)容：

(1)像片外方位元素和地而點(diǎn)坐標(biāo)近似值的確定。

(2)逐步建立誤差方程和改化法方程。

(3)解求改化法方程式。

(4)求出每一張像片的外方位元素。

(5)利用空間前方交會(huì)求待定點(diǎn)的地而坐標(biāo)，各片公共連接點(diǎn)取均值作為最后結(jié)果 。

光束法平差是以共線方程式作為數(shù)學(xué)模型，像點(diǎn)的像平而坐標(biāo)觀測(cè)值是未知數(shù)的非線性函數(shù)，線性化后，按最小二乘原理進(jìn)行計(jì)算。而計(jì)算中要在提供一個(gè)近似解的基礎(chǔ)上逐次迭代趨近地求解出最佳解。提供的初始值愈接近最佳值，解的收斂速度愈快。因此，平差計(jì)算之前選擇好初始值是非常重要的。

像片外方位元素和地而點(diǎn)坐標(biāo)近似值可以利用航帶法的加密成果。航帶法解析空中三角測(cè)量，雖然理論上不十分嚴(yán)密，精度偏低，但其加密的成果，作為光束法的初始值卻是最佳的。其具體做法是首先按航帶法加密計(jì)算一次，得到全測(cè)區(qū)每個(gè)像對(duì)所需的測(cè)圖控制點(diǎn)地而攝影測(cè)量坐標(biāo)。然后直接用航帶法求出各地而點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行空間后方交會(huì)，求出所需像片的外方位元素。把這些值作為光束法平差計(jì)算的初始值 。

中文名稱

模擬空中三角測(cè)量

英文名稱

analog aerotriangulation

定　　義

在模擬立體測(cè)圖儀上進(jìn)行的空中三角測(cè)量。

應(yīng)用學(xué)科

測(cè)繪學(xué)（一級(jí)學(xué)科），攝影測(cè)量與遙感學(xué)（二級(jí)學(xué)科）

中文名稱

聯(lián)機(jī)空中三角測(cè)量

英文名稱

on-line aerophotogrammetric triangulation

定　　義

由立體坐標(biāo)量測(cè)儀與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)進(jìn)行測(cè)算的空中三角測(cè)量。

應(yīng)用學(xué)科

測(cè)繪學(xué)（一級(jí)學(xué)科），攝影測(cè)量與遙感學(xué)（二級(jí)學(xué)科）