[发明专利]一种应用3个控制点获取地面定点多片3D摄影外方位元素的算法

说明书

本发明公开了一种应用3个控制点获取地面定点多片3D摄影外方位元素的算法。该技术是在地面立体摄影测量中，相隔一定距离的两摄站点S₁、S₂上分别安置检校过的摄影相机，两站点上相机进行任意摄影，S₁站点相机方位角每隔β₁度摄影一次共摄影N₁张像片，S₂站点每隔β₂度摄影一次共摄影N₂张像片，保证旋转摄影时两相邻像片间重叠区≥2°；在S₁、S₂站点借助至少三个控制点，解算两站点第一张像片的6个外方位元素在S₁、S₂站点依相邻像片间交叉重叠部分选择2～3个同名像点，解算其地面点坐标作为下一张像片的控制点，进而可解算出下一张像片的外方位角量元素，同理可解算出N张像片的外方位元素值，实现像片任意兴趣点位物方坐标的解算。

一、技术领域

本发明涉及一种确定地面点多片3D摄影外方位元素的算法，特别是一种应用3个已知地面点坐标的控制点联合解算，获取地面定点多片3D摄影外方位元素的解算方法。

二、技术背景

从国内外发展现状来看，近年来，摄影测量技术得到了飞速发展，已被应用在了各行各业之中，而其解算模型和方法也是多种多样。到目前为止，摄影测量应用解算模型大部分都是基于共线条件方程形式或变换形式进行像片的解算，而如何确定摄影测量时的外方位元素值是进行摄影测量解算的核心和关键问题。就目前摄影测量外方位元素解算方法来看，都存在着或多或少的缺点和不足，主要体现在：

①摄影测量外方位元素的确定需要借助其他工具辅助测定，较为复杂，且精度较低。

②解算外方位元素时，需要的控制点数量较多，一般需要6个以上的控制点，外业工作量大。

③解算单张像片的外方位元素值较容易实现，但覆盖全区域的所有像片单独解算其外方位元素显得太繁琐。

因此，在摄影测量领域，其解算过程中，如何通过算法快速解算出每张像片对应的外方位元素值显得尤为关键。

三、发明的内容

为了克服以上提到的缺点和不足，能够方便、快捷地解算地面点摄影测量的多片外方位元素值，实现快速解算兴趣点物方点坐标值，本发明提出一种应用3个控制点获取地面定点多片3D摄影外方位元素的算法。

本发明的目的是这样的：

在地面立体摄影测量中，相隔一定距离的两摄站点S₁、S₂上分别安置检校过的摄影相机，两站点上相机进行任意摄影，S₁站点相机方位角每隔β₁度摄影一次共摄影N₁张像片，S₂站点每隔β₂度摄影一次共摄影N₂张像片，保证旋转摄影时两相邻像片间重叠区≥2°；在S₁、S₂站点借助至少不在同一条直线上的三个控制点，解算两站点第一张像片的6个外方位元素(ω,κ,X_S,Y_S,Z_S)；在S₁、S₂站点依两张相邻像片间交叉重叠部分选择2～3个同名像点，解算其地面点坐标作为下一张像片的控制点，进而可解算出下一张像片的外方位角量元素，同理，可解算出N张像片的外方位元素值，实现像片视场范围内任意兴趣点位物方坐标的解算。

本项发明与现有传统方法相比具有以下优点：

(1)外方位元素的解算无需借助其他仪器辅助测量，只需借助少量控制点就能轻松确定像片外方位元素值；

(2)两站点各自像片中只需要3个以上的控制点，就能方便的解算出外方位元素值；