4第03讲 常用坐标系和内外方位元素(修改)

z z”
κ
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ]
Y------X-------Z
φ 、 ω 、κ
ω R ω
φ S-XYZ Rφ
S-X’Y’Z’
S-X”Y”Z” κ R κ S-xyz
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ]
S
φ
ω
κ x
地面
像平面
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ] αy 、φ 、κ，系统
yZ z S y αy φ κ， o x Y x X
各元素的作用与主轴
1. αy 、φ 共同确定了主光 共同确定了主光 轴在地辅系中的方向； 轴在地辅系中的方向； 2. 角确定了x κ，角确定了x，y轴在像平 面内的方位； 面内的方位； 3. 该系统的旋转主轴是X轴； 该系统的旋转主轴是X
yZ z S y φ x o Y x X
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ]
ω: z轴与XZ坐标面之间的 轴与XZ XZ坐标面之间的 夹角， 轴与它在XZ XZ面 夹角 ， 即 z 轴与它在 XZ 面 上的投影之间的夹角， 上的投影之间的夹角， 叫 做倾角。 做倾角 。 从 z 轴的投影起 算 ， 由 X 轴的正方向看逆 时针为正， 时针为正 ， 图中 ω 为正 。 为正。
z S y
a o
Z
ZT
y x
x ZP
Yp
G
YT
X
A
G
P
Xp
O
O T
XT
Y
G
[一]常用的坐标系统 • 大地坐标系 O− X Y Z
G G
原点、轴向、作用 原点、轴向、
z S y
a o
Z
y x
G
大地坐标系是指高斯平面坐 标和高程所组成的左手空间 系； 描述地面点的空间位置； 描述地面点的空间位置； 摄影测量的成果最终转化到 该坐标系中。 该坐标系中。
独立独立->统一
[一]常用的坐标系统
物方空间坐标系
• • • 摄影测量坐标系 地面测量坐标系（大地坐标系） 地面测量坐标系（大地坐标系） 地面摄影测量坐标系（地面辅助坐标系） 地面摄影测量坐标系（地面辅助坐标系）
[一]常用的坐标系统 • 摄影测量坐标系 P-XPYPZ P
原点、轴向、作用 原点、轴向、
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ]
φ 、ω 、κ系统
假设地辅系的平行系 SXYZ
Z z’ S
Y y’
x’ X
φ
1.绕 轴旋转φ角至S 1.绕Y轴旋转φ角至S-x’y’z’
y’ y x x’
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ]
Y
z
t、α、κv
Z y x S X Y
α
y
κV
x
t
N X
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ] 注意旋转顺序
ϕ→ Z Z → X →Z
t、α、κv
思考三种角元素系统之间的关系
本 讲 小
•像片的内方位元素 像片的内方位元素 •像片的外方位元素 像片的外方位元素 •像方坐标系统 像方坐标系统 •物方坐标系统 物方坐标系统
z
外方位线元素
3个线元素，确定像空系的 线元素， 原点S在地辅系中的坐标； 原点S在地辅系中的坐标；
S
y x y
a o
x
X S、YS、ZS
ZT
YT
A
O T
XT
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ] 外方位角元素
确定像空系三轴在地辅系中的方向。 确定像空系三轴在地辅系中的方向。
内
•物距、像距、焦距的关系 物距、像距、 物距
容
•像场、像场角、承片框、框标、水平像片 像场、像场角、承片框、框标、 像场
安
•航摄比例尺、像片倾角、航向、旁向、航迹角 航摄比例尺、像片倾角、航向、旁向、 航摄比例尺 摄影基线、 摄影基线、像片旋角
排
面：地平面E E 像平面P P 主垂面W W 点：摄影中心S S 像主点o o 地主点O O 像底点n n 地底点N N 等角点c c 地面等角点C C 主合点i i 主遁点j j
x
G
X
A
G
O
Y
G
[一]常用的坐标系统 • 地面辅助坐标系O − X Y Z
T T T T
原点、轴向、作用 原点、轴向、
z S y
a
y x
地面摄影测量坐标系
过渡性的地面坐标系统。 过渡性的地面坐标系统。 摄影测量成果都在地面辅助 坐标系中表示。 坐标系中表示。 简称地辅系。 简称地辅系。
o
Z
ZT
x
G
内
(Common Coordinate Systems)
容
•像方空间坐标系 像方空间坐标系 •物方空间坐标系 物方空间坐标系
安
(Elements of Orientation)
排
•像片的内方位元素 像片的内方位元素 •像片的外方位元素 像片的外方位元素
[一]常用的坐标系统
像方空间坐标系
• • • 像平面坐标系 像空间坐标系（像空系） 像空间坐标系（像空系） 像空间辅助坐标系
2、确定摄影光束的形状； 确定摄影光束的形状；
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ] 内方位元素
z
x0、y0、f
注意
y S x
ψ
f
S
• •
内方位元素一般是已知的 x0，y0都为小值
o
ϕ
y x
a A
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ] 外方位元素 确定摄影瞬间航摄像片连同其摄影中心在地辅系 确定摄影瞬间航摄像片连同其摄影中心在地辅系 中位置和方向的元素，叫做航摄像片的外方位元素。 中位置和方向的元素，叫做航摄像片的外方位元素。 确定像空系（或摄影光束） 地辅系中位置和 确定像空系（或摄影光束）在地辅系中位置和 方向的元素叫做航摄像片的外方位元素。 方向的元素叫做航摄像片的外方位元素。 个数：像片的外方位元素有6个； 个数：像片的外方位元素有6
y” z’ z” S y’
2. S-x’y’z 绕x’轴旋转 角至S ω角至S-x” y” z”
x’ x”
ω
y” x” y’ x’ x
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ]
y y” x x” S y y” x x”
3. S-x” y” z”绕z”轴 旋转κ 旋转κ角S-xyz
y′
o y
0
o ′ x0
x′
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ] 内方位元素 每条摄影光线在像空系中 有一个确定的方向，这个 方向可以用两个角度来表 示。 x tgϕ =
y 1 tgψ = f
x2 + y 2
S
ψ
o
ϕ
y
m x M
作用：1、像点的框标坐标系向像空系的转换； 作用： 像点的框标坐标系向像空系的转换；
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ] t、α、κv系统 各元素的作用与主轴
1. t 、α 共同确定了主光 共同确定了主光 轴在地辅系中的方向； 轴在地辅系中的方向； 2. κv角确定了x，y轴在在像平 角确定了x 面内的方位； 面内的方位； 3. 该系统的旋转主轴是Z轴； 该系统的旋转主轴是Z
yZ z S y Y x X
φ
ω
κ x o
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ]
yZ z Y x X y
各元素的作用与主轴： 各元素的作用与主轴： 1. φ 、ω 共同确定了主 共同确定了主 光轴的方向； 光轴的方向； 2. κ 角确定了x，y轴在 角确定了x 像平面内的旋转方位； 像平面内的旋转方位； 3. 该系统的旋转主轴是 Y轴； 像辅系XYZ 像空系xyz
S
f
y′
y0
o′ x
o
0
x′
个数：3个元素； 个数： 个元素； 参数： 参数： x0、y0、f
[二]像片的方位元素[Element of orientation] 像片的方位元素[ ] 内方位元素 框标坐标系与像平面 坐标系之间的关系。 坐标系之间的关系。
S
f
x = x′ − x0 y = y′ − y0
yZ z S y x o Y x X
φ
ω
[二]像片的方位元素[Elements of Orientation] 像片的方位元素[ ]
κ: Y轴在xy坐标面上的投 轴在xy xy坐标面上的投 影与y 轴的夹角， 影与 y 轴的夹角 ， 叫做旋 从投影起算， 角 。 从投影起算 ， 由 z 轴 正方向看逆时针为正， 正方向看逆时针为正，图 中 κ 为正。 为正。
S
y'
y
a o
y
a
x
o o'
x
y
x'
x A
[一]常用的坐标系统 • 像空间坐标系 s-xyz
表示像点在像方空间位置 的空间直角坐标系。 的空间直角坐标系。