摄影测量坐标系.PPT课件

主要内容主要内容 一、一、摄影测量常用坐标系摄影测量常用坐标系二、航摄像片的方位元素二、航摄像片的方位元素三、空间直角坐标变换三、空间直角坐标变换§3－－4 摄影测量常用的坐标系统摄影测量常用的坐标系统摄摄影影测测量量坐坐标标系系像方坐标系像方坐标系物方空间坐标系物方空间坐标系像框标坐标系像框标坐标系像空间坐标系像空间坐标系像空间辅助坐标系像空间辅助坐标系地面测量坐标系地面测量坐标系地面摄影测量坐标系地面摄影测量坐标系像平面坐标系像平面坐标系3 一、像平面上的坐标系一、像平面上的坐标系一、像平面上的坐标系一、像平面上的坐标系 原点：框标连线交点原点：框标连线交点P P 1 1 1 1、框标坐标系、框标坐标系、框标坐标系、框标坐标系( ( ( (p- p- p- p- ) ) ) ) 轴：航向框标连线方向轴：航向框标连线方向 轴：旁像框标连线方向轴：旁像框标连线方向 §3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录第三章 摄影测量基础知识§3.1 §3.1 摄影测量常用坐标系摄影测量常用坐标系像像平平面面直直角角坐坐标标系系pxyoxyaa(x,y)5 2 2 2 2、像平面坐标系、像平面坐标系、像平面坐标系、像平面坐标系 （（（（O-xyO-xyO-xyO-xy）））） 原点：像主点原点：像主点o o x x、、y y轴：分别平行于轴：分别平行于p-xyp-xy的坐标轴的坐标轴 a(x,y)a(x,y)a(x,y)a(x,y) 第三章 摄影测量基础知识 §3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录6二二 、像空间坐标系、像空间坐标系（ S-xyz ） 原点：投影中心原点：投影中心S S x x、、y y轴：分别平行于轴：分别平行于o-xyo-xy的坐标轴的坐标轴 z z轴：主光轴方向（轴：主光轴方向（osos方向为正）方向为正） 第三章 摄影测量基础知识§3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录像像空空间间直直角角坐坐标标系系sxyxyzoaa(x,y,-f) a a（（x,y,-fx,y,-f））8三、像空间辅助坐标系三、像空间辅助坐标系三、像空间辅助坐标系三、像空间辅助坐标系（（ S-S-XYZXYZXYZXYZ ）） 原点：投影中心原点：投影中心原点：投影中心原点：投影中心S S S S X X X X、、、、Y Y Y Y、、、、Z Z Z Z轴：分别平行于地面摄影坐标系的坐标轴轴：分别平行于地面摄影坐标系的坐标轴轴：分别平行于地面摄影坐标系的坐标轴轴：分别平行于地面摄影坐标系的坐标轴 a a a a（（（（Xa,Ya,ZaXa,Ya,ZaXa,Ya,ZaXa,Ya,Za）））） S-XYZ S-XYZ S-XYZ S-XYZ也可根据需要设置（过渡性坐标系统）也可根据需要设置（过渡性坐标系统）也可根据需要设置（过渡性坐标系统）也可根据需要设置（过渡性坐标系统） 第三章 摄影测量基础知识 §3-§3-4 4 摄影测量常用的坐标系统摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录像像空空间间辅辅助助坐坐标标系系sxyoYXZaa(X,Y,Z)1011四、地面摄影测量坐标系（四、地面摄影测量坐标系（四、地面摄影测量坐标系（四、地面摄影测量坐标系（D-X,Y,ZD-X,Y,ZD-X,Y,ZD-X,Y,Z）））） 原点：测区地面某点原点：测区地面某点D D X X 轴：大致平行航线方向轴：大致平行航线方向 Z Z 轴：铅垂向上轴：铅垂向上 A(X,Y,Z)A(X,Y,Z)A(X,Y,Z)A(X,Y,Z) 第三章 摄影量基础知测识 §3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录地地面面摄摄影影测测量量坐坐标标系系sxyAao原点为地面某一控制原点为地面某一控制点，点，Z轴与地面测量坐轴与地面测量坐标系的标系的Zt轴平行，轴平行， X轴与航线一致轴与航线一致DZXY13 五、地面测量坐标系（五、地面测量坐标系（五、地面测量坐标系（五、地面测量坐标系（T T T T－－－－XtYtZtXtYtZtXtYtZtXtYtZt）））） （（大地坐标系，国家高程基准）大地坐标系，国家高程基准） 左手系左手系 A A A A（（（（XtXtXtXt，，，，YtYtYtYt，，，，ZtZtZtZt）））） 第三章 摄影测量基础知识 §3-4 摄影测量常用的坐标系统返回目录返回目录地地面面测测量量坐坐标标系系sxyoA(Xt,Yt,Zt)TYtXtZtA地面测量坐标为国家统一坐标系，平面坐标为高斯-克吕格3度带或6度带投影（1980西安坐标系），高程为1985黄海高程系a15摄影测量坐标系统返回目录返回目录§3.5 §3.5 航摄像片的方位元素航摄像片的方位元素确定摄影时摄影中心、确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间相像片与地面三者之间相关位置关系的参数关位置关系的参数确定摄影中心与像片之间相互位置关系的参数确定摄影中心与像片之间相互位置关系的参数内方位元素（x0,y0,f）可恢复摄影光束xyp一一像像片片内内方方位位元元素素fx0y0SosoDXYZ确定摄影瞬间像片在地面坐标系中空间位置和姿态的参数确定摄影瞬间像片在地面坐标系中空间位置和姿态的参数二二像像片片外外方方位位元元素素ZsXsYs1 1、外方位线元素：描述描述摄影中心在地面空间直角摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置坐标系中的位置(Xs、Ys、Zs)2 2、、外方位角元素：描述像片在描述像片在摄影瞬间的空间摄影瞬间的空间姿态姿态DXYZ像像片片外外方方位位角角元元素素以Y 轴为主轴的-- 转角系统XYZN航向倾角航向倾角 旁向倾角旁向倾角 像片旋角像片旋角 osxyzOXDXYZ像像片片外外方方位位角角元元素素以X 轴为主轴的’-’-’ 转角系统XYZN旁向倾角旁向倾角 ’航向倾角航向倾角 ’osxyzOY像片旋角像片旋角 ’DXYZ像像片片外外方方位位角角元元素素以Z 轴为主轴的A--v转角系统XYZN像片倾角像片倾角方位角方位角A像片旋角像片旋角vosxyz§3.§3.6 6 像点的空间直角坐标变换像点的空间直角坐标变换与中心投影构像方程与中心投影构像方程一一像像点点的的平平面面坐坐标标变变换换xyox’y’aaa二、像点的空间坐标变换23二、像点的空间坐标变换24正交变换矩阵的特点正交变换矩阵的特点由高等数学知道，一个坐标系按三个角元素顺次地绕坐标轴旋转即可变换由高等数学知道，一个坐标系按三个角元素顺次地绕坐标轴旋转即可变换为一个同原点的为一个同原点的坐标系，这种变换为坐标系，这种变换为正交变换正交变换正交变换矩阵的特点正交变换矩阵的特点旋转矩阵只有旋转矩阵只有3 3个独立参数个独立参数三、方向余弦的确定•像空间坐标系可以看成是像空间辅助坐标像空间坐标系可以看成是像空间辅助坐标系经过三个外方位角元素旋转后得到，而系经过三个外方位角元素旋转后得到，而由外方位角元素计算方向余弦。

由外方位角元素计算方向余弦27aS-XYZ坐标系绕坐标系绕Y 轴旋转轴旋转 角到角到S-X Y   Z XZSYXZ (Y)1 1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标变换转角系统的坐标变换S-X Y   Z 坐标系绕坐标系绕X 轴旋转轴旋转 角到角到S-X    Y     Z    1 1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标转角系统的坐标变换变换S-X    Y     Z    坐标系绕坐标系绕z轴轴旋转旋转 角到角到S-xyz1 1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标变换转角系统的坐标变换1 1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标变换转角系统的坐标变换1 1、以、以Y Y 轴为主轴的轴为主轴的 - - - - 转角系统的坐标变换转角系统的坐标变换2、以X 轴为主轴的’-’-’转角系统的坐标变换2、以X 轴为主轴的’-’-’转角系统的坐标变换3、以Z 轴为主轴的A--v系统的坐标变换3、以Z 轴为主轴的A--v系统的坐标变换37四、中心投影的构像方程返回目录返回目录共线条件x xy yz zX XY YZ ZA Aa as sX Xs sY Ys sZ Zs sN NY YX XZ ZX XA A- - X Xs sY YA A- - Y Ys s( (x,y,-fx,y,-f) )( (X XA A, ,Y YA A, ,Z ZA A) )D DZ ZY YX X共线条件方程。