摄影测量学教案(第14讲解析测图仪2).doc详解.doc

第 19 次课首页 本课主题 ? 解析测图仪 授课 日期 目的 掌握解析测图仪的作用原理 了解解析测图仪的软件 讲授内容与时间分配 序号 讲 授 内 容 时间 1 上讲内容回顾 6 2 本次授课内容 4 3 解析测图仪的主要计算过程及计算公式 50 4 解析测图仪的软件 10 5 几种解析测图仪简介 25 6 内容总结 3 7 下讲内容预习安排 2 8 9 重点难点 重点： 解析测图仪的作用原理 难点： 解析测图仪的作用原理 方法手段 课堂教学采用启发式和讨论相结合的教学方法，使用多媒体教学手段。 实习实验 教 案 正 文 第十九讲 解析测图仪 备注 上讲内容回顾与相关知识复习 解析测图仪概述 解析测图仪的硬件 解析测图仪的输入输出和控制方案 内容的引出、内容安排、难点重点介绍 解析测图仪的主要计算过程及计算公式 解析测图仪的软件 几种解析测图仪简介 三、解析测图仪的主要计算过程及计算公式 解析测图仪的核心内容是以数字方式解算投影变换的关系和已知其形式的系统误差等的改正计算，归纳起来计算任务包括： 像点坐标的各种改正计算； 像片架坐标和像平面坐标的变换； 像点坐标和模型坐标的变换； 模型坐标和地面测量坐标的转换； 地球弯曲和大气折光差的改正； 模型坐标与绘图仪坐标的换算。 其中有的计算结果要反馈于像片架，这样一些换算都必须实时的进行。 但是，对应不同的控制方案，实现这些换算的关系式式不同的。下面仅介绍C—100、ASP等多数解析测图仪采用的第一类控制方案——输入模型坐标的方案的原理。其结构原理见图1所示。 图1 这种方案的特点是作业员通过手轮和脚盘将模型坐标输入给电子计算机，由计 算机解算出左 、右像片架的移动量，并由伺服系统实时地完成所要求的移动，使作业员随时都能看到相应于给定模型点的两个同名像点。 首先，由输入给电子计算机的模型坐标，按共线条件方程算出理论上的像点坐标，在加入像点的各种改正项之后，转换为实际的像点坐标和仪器上像片架坐标，并由伺服系统驱动左、右像片架的移动；与此同时，要进行模型坐标和地面测量坐标之间的换算，其中还要顾及到地球弯曲和大气折光差的改正；在联机绘图作业时，还要进行模型坐标与图面坐标的换算，并由伺服系统实时地驱动绘图笔绘图。上述这些计算功能都由实时运算的程序完成，不包括非实时运算的程序在内。它们以文件形式贮存在计算机内。 下面介绍输入模型坐标的方案中的坐标变换公式。 (1)从模型坐标变换为地面坐标 以解析测图仪Planicomp C-100为例，它取模型的空中基线的中心为模型坐标系的原点。为立体照准某模型点时，手轮、脚盘所输入的模型坐标增量为、、，设在输入前原有的模型坐标为、、，则在输入后所照准的模型点的模型坐标为： （1） 把模型坐标变换为地面坐标的变换式为： (2) 式中： (3) (、、)和(、、)分别为左、右投影中心的地面坐标，(、、)为模型的基线分量; (4) 为变换矩阵，其中为模型比例尺分母，由像片比例尺和成图比例尺确定，θ为平面旋转角，习惯上总是使模型的方向与航线方向一致起来。这种变换要考虑地球曲率的改正。 (2)从模型坐标变换为图面坐标 从模型坐标变换为图面坐标在理论上也只包含平面的旋转和比例尺的缩放。但是，考虑到绘图材料的不均匀变形以及绘图桌的线性误差，可采用下列的仿射变换： (5) 式中，(、、)代表相应点的图面坐标，为成图比例尺分母，变换矩阵中的～等5个元素共同表示了旋转和三个轴向上不同的比例尺缩放系数。 (3)地球曲率的改正 直接在模型坐标中加入地球曲率和大气折光差影响的改正是比较方便的。在解析测图仪C—100系统中只考虑了地球曲率影响的改正，其所用的关系式为： (6) 式中，R为地球的曲率半径。把改正数化算到模型坐标系统中的改正量为： (7) (4)从模型坐标到像片坐标的变换 由改正了地球曲率影响的模型坐标，按照共线方程式，可以解算出左片上理论上的像点坐标为： (8) 类似，还可以解算出右片上理论上的像点坐标、。 （9） 在这两组共线方程式中，一共包含有9个独立参数，即3个基线分量、、，左像片的3个独立的旋转参数，右像片的3个独立的