[發明專利]一種旋轉攝影測量系統多片整體平差標定方法

有效

• 申請號: 201110385815.2
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102519484A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 張永軍;胡堃;柯濤;黃山
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

1.一種旋轉攝影測量系統多片整體平差標定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，導入第一個測站獲取的影像數目????????????????????????????????????????????????、各張影像獲取時的外方位角元素和外方位線元素、旋轉平臺繞垂直旋轉軸的水平角和旋轉平臺繞水平旋轉軸的垂直角，其中下標1標識測站號=1，下標表示影像號，，影像數目大于等于3；由外方位角元素根據轉角系統構建旋轉矩陣，由外方位線元素構建線元素的坐標矩陣；

步驟2，構建相機相對于物方坐標系的旋轉模型，旋轉模型公式如下

其中，為物方坐標系下相機外方位角元素在轉角系統下旋轉矩陣；為物方坐標系與標準攝影測量坐標系間的旋轉矩陣；為標準攝影坐標系與旋轉坐標系間的旋轉矩陣；為旋轉坐標系與像空間坐標系間的旋轉矩陣；

根據第一個測站獲取的前三張影像分別對應的旋轉模型，解算第一個測站對應的轉角系統下旋轉矩陣的轉角和旋轉矩陣的轉角，并以所得解算結果作為未知數的初值，其中，下標1標識測站號=1，下標表示影像號，，為步驟1構建的旋轉矩陣；

步驟3，將旋轉模型轉化為誤差方程，以轉角和轉角為未知數，對第一個測站獲取的所有影像逐張進行線性化處理，根據未知數的初值按照最小二乘原理構建法方程，整體平差求解法方程，得到未知數改正數；?

步驟4，若未知數改正數最大值小于預設的未知數改正數閾值或者迭代次數超過預設的迭代次數閾值，則執行步驟5；否則，以當前未知數改正數為未知數的初值，返回迭代執行步驟3；

步驟5，輸出最后一次迭代中獲取的未知數改正數，作為轉角?和轉角的標定結果，根據轉角的標定結果重新組建旋轉矩陣，跟據轉角的標定結果重新組建旋轉矩陣；

步驟6，構建相機相對于物方坐標系的偏心模型，偏心模型公式如下

其中，為物方坐標系下相機外方位線元素的坐標矩陣；為像空間坐標系原點在旋轉坐標系下的坐標；，為旋轉中心在物方坐標系下的坐標矩陣；

根據相機相對于物方坐標系的偏心模型，根據第一個測站獲取的影像逐張構建誤差方程和法方程，按照最小二乘原理，整體平差解算像空間坐標系原點在旋轉坐標系下的坐標和旋轉中心在物方坐標系下的坐標，輸出坐標的解算結果，其中，下標1標識測站號=1，下標表示影像號，，為步驟1構建的坐標矩陣，為步驟5重新組建的旋轉矩陣；

步驟7，根據步驟5重新組建的旋轉矩陣和步驟6所得像空間坐標系原點在旋轉坐標系下的坐標的解算結果、已知的其余測站第一張影像獲取時的外方位角元素和外方位線元素、旋轉平臺繞垂直旋轉軸的水平角和繞水平旋轉軸的垂直角，通過旋轉模型和偏心模型重新解算在其余測站條件下，物方坐標系與標準攝影測量坐標系間的旋轉矩陣和旋轉中心在物方坐標系下的坐標；其中下標表示測站號，，下標1表示影像號=1；

步驟8，根據已知的其余測站第一張以外其他影像獲取時旋轉平臺繞垂直旋轉軸的水平角和繞水平旋轉軸的垂直角，通過旋轉模型和偏心模型解算其余測站第一張以外其他影像獲取時的外方位角元素和外方位線元素，其中下標表示測站號，，下標表示影像號，。

2.根據權利要求1所述旋轉攝影測量系統多片整體平差標定方法，其特征在于：根據第1個測站獲取的前三張影像分別對應的旋轉模型，，解算轉角系統下旋轉矩陣的轉角和旋轉矩陣的轉角，?具體實現方式如下，

第1張影像對應的旋轉模型為，

第2張影像對應的旋轉模型為，

第3張影像對應的旋轉模型為，

其中，為第1個測站獲取的第張影像對應的標準攝影坐標系與旋轉坐標系間的旋轉矩陣，；

消除其中一組未知數，得到

其中，

令旋轉矩陣中右下角的元素為1，矩陣中其余八個元素作為未知數，將消除其中一組未知數所得兩式分別展開為關于這八個未知數的九個方程；按照最小二乘原理構建法方程的系數陣和常數項，解算旋轉矩陣中前八個元素的值，法方程的公式如下

根據解算結果所得旋轉矩陣解算旋轉矩陣，然后按照轉角系統的關系解算轉角系統下旋轉矩陣的轉角和旋轉矩陣的轉角。