摄影测量学空间后方交会实验报告

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1、摄影测量学实验报告学院：建测学院班级：测绘082姓名：肖澎学号：15一. 实验目的1深入了解单像空间后方交会的计算过程；2.加强空间后方交会基本公式和误差方程式，法线方程式的记忆;3通过上机调试程序加强动手能力的培养。二. 实验原理以单幅影像为基础，从该影像所覆盖地面范围内若干控制点和相应点的像坐标量测值出发，根据共线条件方程，求解该影像在航空摄影时刻的相片外方位元素。三. 实验内容1程序图框图|丨耳和咄匸和胡护-宀“肆牯庁程辰丄HlJtegRiE歆2实验数据(1)已知航摄仪内方位元素f=153.24mm，Xo=Yo=0。限差0.1秒2）已知4对点的影像坐标和地面坐标：影像坐标地面坐标x(mm

2、)y(mm)X(m)Y(m)Z(m)1-86.15-68.9936589.4125273.322195.172-53.4082.2137631.0831324.51728.693-14.78-76.6339100.9724934.982386.50410.4664.4340426.5430319.81757.313.实验程序usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;namespaceConsoleApplication3classProgramstaticvoidMain()/输入

3、比例尺，主距，参与平参点的个数Console.WriteLine(请输入比例尺分母m：r);stringm1=Console.ReadLine();doublem=(double)Convert.ToSingle(m1);Console.WriteLine(请输入主距f：r);stringf1=Console.ReadLine();doublef=(double)Convert.ToSingle(f1);Console.WriteLine(请输入参与平差控制点的个数n：r);stringn1=Console.ReadLine();intn=(int)Convert.ToSingle(n1);/

4、像点坐标的输入代码doublearr1=newdouble2*n;/I.像点x坐标的输入for(inti=0;in;i+)Console.WriteLine(请输入已进行系统误差改正的像点坐标的x0值：r,i+1);stringu=Console.ReadLine();for(intj=0;jn;j+=2)arr1j=(double)Convert.ToSingle(u);/2.像点y坐标的输入for(inti=0;in;i+)Console.WriteLine(请输入已进行系统误差改正的像点坐标的y0值：r,i+1);stringv=Console.ReadLine();for(intj=1

5、;jn;j+=2)arr1j=(double)Convert.ToSingle(v);/控制点的坐标输入代码double,arr2=newdoublen,3;/I.控制点X坐标的输入for(intj=0;jn;j+)Console.WriteLine(请输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的X0值：r,j+1);stringu=Console.ReadLine();arr2j,0=(double)Convert.ToSingle(u);/2.控制点Y坐标的输入for(intk=0;kn;k+)Console.WriteLine(请输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的Y0值：r,k+1);st

6、ringv=Console.ReadLine();arr2k,1=(double)Convert.ToSingle(v);/3.控制点Z坐标的输入for(intp=0;pn;p+)Console.WriteLine(请输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的Z0值：r,p+1);stringw=Console.ReadLine();arr2p,2=(double)Convert.ToSingle(w);/确定外方位元素的初始值/I.确定Xs的初始值：doubleXs0=0;doublesumx=0;for(intj=0;jn;j+)doubleh=arr2j,0;sumx+=h;Xs0=sumx

7、/n;/2.确定Ys的初始值：doubleYs0=0;doublesumy=0;for(intj=0;jn;j+)doubleh=arr2j,1;sumy+=h;Ys0=sumy/n;/3.确定Zs的初始值：doubleZs0=0;doublesumz=0;for(intj=0;j=n-1;j+)doubleh=arr2j,2;sumz+=h;Zs0=sumz/n;double0=0;double中0=0;doubleK0=0;Console.WriteLine(Xs0,Ys0,Zs0,0,中0,K0的值分别是：0,1,2,3,4,5,Xs0,Ys0,Zs0,0,0,0);/用三个角元素的初始

8、值按(3-4-5)计算各方向余弦值，组成旋转矩阵,此时的旋转矩阵为单位矩阵I：double,arr3=newdouble3,3;for(inti=0;i3;i+)arr3i,i=1;doublea1=arr30,0;doubleb1=arr31,0;doublea2=arr30,doubleb2=arr31,1;doublea3=arr30,2;1;doubleb3=arr31,2;doublec1=arr32,0;doublec2=arr32,1;doublec3=arr32,2;/*利用线元素的初始值和控制点的地面坐标，代入共线方程(3-5-2)，*逐点计算像点坐标的近似值*/1.定义存放

9、像点近似值的数组doublearr4=newdouble2*n;/近似值矩阵/2.逐点像点坐标计算近似值/a.计算像点的x坐标近似值(x)for(inti=0;i2*n;i+=2)for(intj=0;jn;j+)arr4i=-f*(a1*(arr2j,0-Xs0)+b1*(arr2j,1-Ys0)+c1*(arr2j,2-Zs0)/(a3*(arr2j,0-Xs0)+b3*(arr2j,1-Ys0)+c3*(arr2j,2-Zs0);/b.计算像点的y坐标近似值(y)for(inti=1;i2*n;i+=2)for(intj=0;jn;j+)arr4i=-f*(a2*(arr2j,0-Xs0

10、)+b2*(arr2j,1-Ys0)+c2*(arr2j,2-Zs0)/(a3*(arr2j,0-Xs0)+b3*(arr2j,1-Ys0)+c3*(arr2j,2-Zs0);/逐点计算误差方程式的系数和常数项，组成误差方程：double,arr5=newdouble2*n,6;/系数矩阵(A)/l.计算dXs的系数for(inti=0;i2*n;i+=2)arr5i,0=-l/m;/-f/H=-l/m/2.计算dYs的系数for(inti=l;i2*n;i+=2)arr5i,l=-l/m;/-f/H=-l/m/3.a.计算误差方程式Vx中dZs的系数for(inti=0;i2*n;i+=2)

11、arr5i,2=-arr1i/m*f;/3.b.计算误差方程式V中dZs的系数for(inti=1;i2*n;i+=2)arr5i,2=-arr1i/m*f;/4.a.计算误差方程式Vx中d的系数for(inti=0;i2*n;i+=2)arr5i,3=-f*(1+arr1i*arr1i/f*f);/4.a.计算误差方程式V中d的系数for(inti=1;i2*n;i+=2)arr5i,3=-arr1i-1*arr1i/f;/5.a.计算误差方程式Vx中d中的系数for(inti=0;i2*n;i+=2)arr5i,4=-arr1i*arr1i+1/f;/5.b.计算误差方程式V中d中的系数f

12、or(inti=1;i2*n;i+=2)arr5i,4=-f*(1+arr1i*arr1i/f*f);/6.a.计算误差方程式Vx中dk的系数for(inti=0;i2*n;i+=2)arr5i,5=arr1i+1;/6.b.计算误差方程式V中dk的系数for(inti=1;i2*n;i+=2)arr5i,5=-arr1i-1;/定义外方位元素组成的数组doublearr6=newdouble6;/夕卜方位元素改正数矩阵(X)/定义常数项元素组成的数组doublearr7=newdouble2*n;/常数矩阵(L)/计算lx的值for(inti=0;i2*n;i+=2)arr7i=arr1i-

13、arr4i;/将近似值矩阵的元素代入/计算ly的值for(inti=1;i=2*(n-1);i+=2)arr7i=arr1i-arr4i;/将近似值矩阵的元素代入/*对于所有像点的坐标观测值，一般认为是等精度量测，所以权阵P为单位阵.所以X=(ATA)-1ATL*/1.计算ATdouble,arr5T=newdouble6,2*n;for(inti=0;i6;i+)for(intj=0;j2*n;j+)arr5Ti,j=arr5j,i;/A的转置与A的乘积，存放在arr5AA中double,arr5AA=newdouble6,6;for(inti=0;i6;i+)for(intj=0;j6;j

14、+)arr5AAi,j=0;for(intl=0;l2*n;l+)arr5AAi,j+=arr5Ti,l*arr5l,j;nijuzhen(arr5AA);/arr5AA经过求逆后变成原矩阵的逆矩阵/arr5AA*arr5T存在arr5AARATdouble,arr5AARAT=newdouble6,2*n;for(inti=0;i6;i+)for(intj=0;j2*n;j+)arr5AARATi,j=0;for(intp=0;p6;p+)arr5AARATi,j+=arr5AAi,p*arr5Tp,j;/计算arr5AARATxL,存在arrX中doublearrX=newdouble6;

15、for(inti=0;i6;i+)for(intj=0;j1;j+)arrXi=0;for(intvv=0;vv6;vv+)arrXi+=arr5AARATi,vv*arr7vv;/计算外方位元素值doubleXs,Ys,Zs,，中，K;Xs=Xs0+arrX0;Ys=Ys0+arrX1;Zs=Zs0+arrX2;=0+arrX3;中=中0+arrX4;K=K0+arrX5;for(inti=0;i=2;i+)Xs+=arrX0;Ys+=arrX1;Zs+=arrX2;+=arrX3;中+=arrX4;K+=arrX5;Console.WriteLine(Xs,Ys,Zs,，中，K的值分别是：

16、0,1,2,3,4,5,Xs0,Ys0,Zs0,，中，K);Console.Read();/求arr5AA的逆矩publicstaticdouble,nijuzhen(double,a)double,B=newdouble6,6;inti,j,k;introw=0;intcol=0;doublemax,temp;intp=newint6;for(i=0;i6;i+)pi=i;Bi,i=1;for(k=0;k6;k+)/找主元max=0;row=col=i;for(i=k;i6;i+)for(j=k;j6;j+)temp=Math.Abs(ai,j);if(maxtemp)max=temp;ro

17、w=i;col=j;/交换行列，将主元调整到k行k列上if(row!=k)for(j=0;j6;j+)temp=arow,j;arow,j=ak,j;ak,j=temp;temp=Brow,j;Brow,j=Bk,j;Bk,j=temp;i=prow;prow=pk;pk=i;if(col!=k)for(i=0;i6;i+)temp=ai,col;ai,col=ai,k;ai,k=temp;/处理for(j=k+1;j6;j+)ak,j/=ak,k;for(j=0;j6;j+)Bk,j/=ak,k;ak,k=1;for(j=k+1;j6;j+)for(i=0;jk;i+)ai,j-=ai,k*

18、ak,j;for(i=k+1;i6;i+)ai,j-=ai,k*ak,j;for(j=0;j6;j+)for(i=0;ik;i+)Bi,j-=ai,k*Bk,jfor(i=k+1;i6;i+)Bi,j-=ai,k*Bk,j;for(i=0;i6;i+)ai,k=0;ak,k=1;/恢复行列次序for(j=0;j6;j+)for(i=0;i6;i+)api,j=Bi,j;for(i=0;i6;i+)for(j=0;j6;j+)ai,j=ai,j;returna;4.实验结果-肖澎fbin恥bug/空冋后方交会求解外方隹元素.EXE慎输入比例冋溜!EO090隋输入主距：H.53.24隋输入参与平差

19、控制点的个数n：惰输入已进行系统误差改正的像点坐标的迅值：86.15植输几已进行系统误差改正的像点坐标的边值：53.40精输人已进行系统误差改正的像点坐标的眉值：P14.78惰输扎已进行系统误差改正的像点坐标的k4值：h.0.46惰输入已进行系统误差改正的像点坐标的打值：68,99片青输A已进行系统误差改正的像点坐标的应值：R2-21障输入已进行系统误差改正的像点坐标的心值.情输入已进行茎统误差改正的像点坐际的虫直fc4_42障输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的壯值.bfc599.41k青输尢扌空制点在地面摄劭测量坐斥至旳坐标的锂值-=：肖澎Fbin/hL衬空间后方交会求解外方拉兀義-FX

20、F同h?6ai.ee情输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的窝值：P9100.97情输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的旳直ks426.54请输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的幻值：2527332请喻只控制点在地闻慑影测量坐标系的坐标的也值：3132451储输只控制点在地面摄影测量坐标黒的坐标的幻值：E-1934.98儒输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的対值：hQ3i9.ei情输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的2：丄值，B195.17庸输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的盟值：P2g6储输入控制点在地面摄影测量坐标系的坐标的胡值：Q386.50请输入扌空制点在地面摄影测量坐标系

21、的坐标的有值：757.31K30,Vs0,Es0,0,中电，H0的值分另|是：38436.99?02343?5,27963.1552734375,1516.9174004G875,Q,0fQKs,?s,Zs,，中,K的值分别是13S43G.9990234375,27963.1E5273437E,151t.9174S04&S75,-9.98141084376599E+19-4.30B56231919772E+17-2,62103856303382E+22四. 实验总结此次实验让我深入了解单像空间后方交会的计算过程，加强了对空间后方交会基本公式和误差方程式，法线方程式的记忆。并通过上机调试程序加强了自己动手能力的培养。通过此次实验为以后的摄影测量学的学习打下了基础。