空三加密平差的原理

第六章解析空中三角测量解析空中三角测量：在一条航带几十个像对覆盖的区域或由几条航带几百个像对的区域内，仅仅由外业实测几个少量的控制点，按一定的数学模型，平差解算出（加密）摄影测量作业过程中所需要的全部控制点（称待测点或加密点）及每张像片的外方位元素，这就是空中三角测量与区域网平差的基本思想，称之为解析空中三角测量或解析空三加密。

解析空中三角测量通常采用的平差模型可分为航带法，独立模型法和光束法；按加密区域分为单航带法和区域网法（区域网法按平差单元分为：航带法区域网平差，独立模型法区域网平差，光束法区域网平差）像点坐标的量测：解析空中三角测量主要是通过测量相应的控制点，加密点以及相应连接点的像点坐标，以解析或数字形式建立立体模型并进行严格的数值解算，因此像点坐标的量测至关重要。

像点坐标的系统误差：摄影物镜的畸变差，大气折光，地球曲率，底片变形等因素底片变形改正，摄影机物镜畸变差改正（对称畸变和非对称畸变），地球曲率改正。

航带网法空中三角测量研究对象是一条航带的模型。

在一条航带内，①利用立体像对按连续法建立单个模型?把单个模型连接成航带模型，构成航带自由网?把航带模型视为一个单元模型进行航带网的绝对定向。

航带法空中三角测量建网过程：1建立航带模型（像点坐标量测及改正系统误差；连续法相对定向建立单个了立体模型；模型连接建立统一的航带自由网）2航带模型的绝对定向3航带模型的非线性改正航带模型的非线性改正：通常采用多项式曲面来逼近复杂的变形曲面，利用提供的控制点的已知值与加密值之间的不符值，通过最小二乘拟合，是控制点处拟合曲面上的变形值与实际相差最小。

采用的多项式一种是对三维坐标分列的多项式，另一种是平面坐标采用正形变换多项式，而高程则采用一般多项式。

航带网法区域网平差步骤：1按单航带模型法分别建立航带模型，以取得各航带模型点在本航带统一的辅助坐标系中的坐标值2各航带模型的绝对定向3计算重心坐标及重心化坐标4根据模型中控制点的加密坐标应与外业实测坐标相等及相邻航带间公共连接点的坐标应相等为条件，列出误差方程式，并用最小二乘准则平差计算，整体解求各航带的非线性改正系数5用平差计算得出的多项式系数分别计算各航带点改正后的坐标值。

数字摄影测量空三加密的精度控制及应用研究摘要：空三加密是数字摄影测量过程中的一道重要工序。

空三加密的精度高低和速度快慢直接影响整个作业的精度和进程，因此在整个过程中要注意每一个环节，保证精度。

为了保证作业过程中的精度，就需要制定出一套切实可行的作业方法。

针对自动空中三角测量作业流程中存在的一些问题，笔者结合适普软件公司研发的自动空三加密软件Virtuozo-AAT及具体数据进行实际的操作练习，探索出一套切实可行、可靠、快捷的空三加密方法以及作业中的精度保障措施，进一步提高内业加密速度、加密精度。

关键词：数字摄影测量；空三加密；精度分析；AATM/PATB系统1 自动空三加密模块介绍VirtuoZo全数字摄影测量系统的影像配准算法具有可靠、快速和精确的优点。

其中的自动空三量测（AAT）模块除半自动量测控制点之外，其他所有作业包括内定向、选取加密点、加密点转点、相对定向、模型连接和生成整个测区像点网都可以自动完成。

主要功能：1）自动内定向：自动识别影像框标以及计算内定向参数。

2）自动生成稳定的、可靠的测区像点网。

3）完全支持PATB的各项平差功能，如相机自检校法补偿系统误差和GPS参数联合平差等，可以实现高精度的区域网平差。

2 空三加密的原理空中三角测量主要是利用VirtuoZo全数字摄影测量系统来实现，VirtuoZo的影像配准算法具有可靠，快速和精确的优点。

其中的自动空三测量模块除半自动测量控制点之外。

其他所有作业（包括内定向，选取加密点，加密点转点，相对定向，模型连接和生成整个测区像点网）都可以自动完成。

3 空三加密的作业流程空中三角测量是摄影测量生产中的关键步骤。

它是将建立的投影光束，单元模型和航带模型以至区域模型的数学模型，根据少量地面控制点，按最小二乘法原理进行平差，解求出各加密点的地面坐标。

3.1 数据准备主要完成影像格式转换，创建测区，创建影像列表和内定向三部分工作，为构网平差提供基础。

context capture 第二次空三加密计算原理
在上下文捕捉（Context Capture）的第二次空三加密计算原理中，主要包括以下步骤和原理：
1. 坐标系统转换：将原始的地理坐标系统（例如地面坐标系）转换为本地坐标系，使得计算更加精确和高效。

2. 特征提取：从采集的点云数据中提取特征信息，例如建筑物的边缘、角点等。

这些特征将用于生成三维模型。

3. 点云分割：将点云数据分割为不同的区域，每个区域可能表示一个物体或场景的一部分。

这有助于后续的三维重建过程。

4. 稠密匹配：对分割后的每个区域进行稠密匹配，计算每个点与其周围点的匹配程度。

这一步骤将产生一个稠密的点云网格。

5. 三维重建：使用稠密的点云网格生成三维模型。

这可能涉及到表面重建、纹理贴图等处理过程。

6. 光照调整：根据场景的光照条件进行调整，使得生成的三维模型更加真实。

7. 数据优化：对生成的三维模型进行优化，去除孤立的点、平滑曲面等。

这将提高模型的质量和精确度。

通过上述步骤和原理，第二次空三加密计算可以将点云数据转
换为高精度的三维模型，用于建筑、地图、城市规划等领域的应用。

空三加密第六章空三加密空三加密即解析空中三⾓测量，指的是⽤摄影测量解析法确定区域内所有影像的外⽅位元素。

空三加密的传统做法是利⽤少量控制点的像⽅和物⽅坐标，解求出未知点的坐标，使得每个模型中的已知点都增加四个以上，然后利⽤这些已知点解求所有影像的外⽅位元素。

这中间包含⼀个已知点由少到多的过程，所以形象地称之为空三加密。

概括地讲，空三加密的⽬的可以分为两个⽅⾯：第⼀是⽤于地形测图的摄影测量加密；第⼆是⾼精度摄影测量加密，⽤于各种不同的⽬的（张剑清，2003）。

本章以MapMatrix系统空三加密相关模块AATMatrix的操作流程为例介绍空三加密的主要流程，包括单像空间后⽅交会、GPS 辅助空三、GPS/IMU联合平差、光束法区域⽹平差等内容。

作为补充和⽐较，⼜增加介绍了LPS空三的过程。

实习内容和要求本章的实习内容主要是空中三⾓测量，要求同学们能够掌握控制三⾓测量和光束法平差的原理⽅法，熟悉⽤AATMatrix和LPS 两个软件进⾏空三加密的流程。

AATMatrix空三加密原理和操作流程概述利⽤测区中影像连接点（加密点）的像点坐标和少量的已知像点坐标及其⼤地坐标的地⾯控制点，通过平差计算，求解连接点的⼤地坐标与影像的外⽅位元素，称为区域⽹空中三⾓测量。

区域⽹空中三⾓测量提供的平差结果是后续的⼀系列摄影测量处理与应⽤的基础。

区域⽹空中三⾓测量按平差单元可分为航带法、独⽴模型法和光束法，其中光束法理论最严密、解算精度最⾼。

成为空三的主流⽅法。

光束法区域⽹平差的基本思想是，以每张像⽚为单元，区域内每张像⽚的控制点、加密点都列⽴共线条件⽅程式，建⽴全区域统⼀的误差⽅程，统⼀平差解算，整体解求区域内每张像⽚的6个外⽅位元素及所有加密点的地⾯坐标。

AATMatrix单个测区⼯作流程图如图6-1所⽰：图6-1 AATMatrix空三加密流程图⼀．新建测区：1. 新建⼀个测区或打开⼀个已存在的测区⼆．测区参数设置：1. 测区参数设置，包括摄影⽐例尺，测区编号，以及相机类型等2.相机参数的导⼊，注意相机⽂件的路径3.影像的导⼊，设置航带数及添加影像并且对像素⼤⼩，相机参数，相机是否反转等进⾏设置4.控制点导⼊，注意PATB不⽀持带字母的控制点格式并且注意路径(或GPS/IMU参数的导⼈，注意线元素和⾓元素的顺序关系)三．操作步骤：5.内定向，包括⼿⼯和⾃动量测两种⽅式6.航带连接，通过相邻相邻航带间的航带连接点确定航带间的连接关系，为后期航带间转点提供初值（如果是GPS辅助空三，不需要做航带连接）7.⾃动提取，通过相对定向确定航带内相临影像之间相对位置关系，以及由公共连接点来确定相对定向模型。

制点布设在中央区域以及测量区域的四角出，共计约5个，通过这种方式保证能够在进行多余观测，并及时发现粗差等基础上，还可以出色完成比例是1:2000地形图的绘制工作[2]。

2.3 布设像控点一般情况下，区域网法是当前像控点最为常见的一种布设方案，在这一方法中航向的间隔为4条基线。

这一项目的像控点借助GPS-RTK进行施测，同时根据平高点具体的要求来布设像控点。

通常布设的范围处于航向重叠3片区域中，而当于区域网内布点时则需要确保5至6片的重叠；另外，像控点和相片边缘之间的距离应当处于1.5cm及以上。

3 对空三加密精度的分析就当前航空摄影测量基本的流程来看，在航测工作中空三加密技术有着极为重要的作用，它直接决定着最终地籍图的精度。

在目前科学技术快速发展的过程中，航测工作的时间愈发紧张，对应的任务量也在随之增加，而借助空三加密相关的软件，则能够迅速且高效的完成各项加密工作。

在布设传统外业像控点时，控制点的点位位置往往需要进行谨慎考虑，通常对其有着极为严格的要求。

因此，是否能够有效脱离目前外业像控布点工作中的种种限制，从而有效减少控制点实际的布设量，进而在不影响测量区域加密精度的前提下有效提升航线跨度，逐渐成为当前管理人员急需去考虑的一个问题。

4 优化无人机航空摄影测量空三加密精度的方法文章将无人机航空摄影测量空三加密的实际流程作为了切入点，借此来对其进行了深入分析，并对技术的优化方案作了全面研究。

过去传统无人机的空三加密具体流程如图1所示。

图1传统无人机航空摄影测量的空三加密流程因为非量测相机是无人机获取影像最为重要的一个途径，所以只有在畸变差校正等工作结束后才能够进行空三加密，另外在此环节还需要对相机的参数进行全面检校，倘若直接跳过这一环节那么很有可能会对匹配的精度产生不利影响。

但是，0 引言由于科学技术不断进步，当前无人机航空摄影测量技术在许多项目的生产工作中实现了广泛的应用，怎样才能实现对海量的无人机信息数据进行高效化处理，以此确保航空摄影测量成图的准确程度，已经成为现阶段航空摄影测量进一步发展所面临的主要问题。

航测无人机空中三角测量及加密（空三）解析空中三角测量指的是用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素。

在传统摄影测量中，这是通过对点位进行测定来实现的，即根据影像上量测的像点坐标及少量控制点的大地坐标，求出未知点的大地坐标，使得已知点增加到每个模型中不少于4个，然后利用这些已知点求解影像的外方位元素，因而解析空中三角测量也称摄影测量加密或者空三加密。

1、光束法空中三角测量光束法区域网空中三角测量是以一张像片组成的一束光线作为平差的基本单元，是以中心投影的共线方程作为平差的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共点的光线实现最佳交会，并使整个区域最佳地纳入到已知的控制点坐标系统中去，以相邻像片公共交会点坐标相等、控制点的内业坐标与已知的外业坐标相等为条件，列出控制点和加密点的误差方程式，进行全区域的统一平差计算，求解出每张像片的外方位元素和加密点的地面坐标，见图1：图1 光束法区域网平差对于目前全自动处理的空三软件，一般是利用影像自动匹配出航向和旁向的像点，将全区域中各航带网纳入到比例尺统一的坐标系统中，拼成一个松散的区域网，确认每张像片的外方位元素和地面点坐标的概略位置，然后根据外业控制点，逐点建立误差方程式和改化法方程式，求解出每张像片的外方位元素和加密点的地面坐标。

在获得每张像片的外方位元素和加密点地面坐标的近似值后，就可以用共线条件方程式，列出每张像片上控制点和加密点的误差方程式。

对每个像点可列出下列两条关系式，即：图2式中：图3对于外业控制点，如果不考虑它的误差，则控制点的坐标改正数dX=dY=dZ=0。

当像点坐标为等权观测时，误差方程式对应的法方程式为：图3公式图3含有像片外方位元素改正数X和待定点地面坐标改正数t两类未知数。

对于一个区域来说，通常会有几条、十几条甚至几十条航带，像片数将有几十、几百甚至几千张。

每张像片有6个未知数，一个待定点有3个未知数。

如若全区有N条航带，每个航带有n张像片，全区有m个待定点，则该区域的末知数为6n X N+3m个。

三等加密控制点平面限差（实用版）目录一、三等加密控制点平面限差概述二、三等加密控制点平面限差的计算方法三、三等加密控制点平面限差的应用实例四、三等加密控制点平面限差的意义和影响正文一、三等加密控制点平面限差概述三等加密控制点平面限差是指，在平面控制网中，对于三等加密控制点，其位置误差限差应满足一定的要求。

三等加密控制点是测量控制网的重要组成部分，其精度直接影响到整个控制网的精度。

因此，研究三等加密控制点平面限差对于提高控制网精度具有重要意义。

二、三等加密控制点平面限差的计算方法计算三等加密控制点平面限差的方法有多种，其中较为常见的是基于误差传播定律的方法。

误差传播定律是指，在函数式中，各变量误差的乘积与函数的导数乘积之和等于函数误差。

利用这一定律，可以计算出三等加密控制点平面限差。

具体计算步骤如下：1.根据平面控制网的精度要求，确定三等加密控制点的位置误差限差；2.计算控制点的坐标误差限差；3.利用误差传播定律，计算各变量误差的乘积与函数的导数乘积之和；4.根据计算结果，得出三等加密控制点平面限差。

三、三等加密控制点平面限差的应用实例假设某平面控制网要求三等加密控制点的位置误差限差为 1:10000，现需要计算控制点的平面限差。

1.根据精度要求，确定三等加密控制点的位置误差限差为 1:10000；2.计算控制点的坐标误差限差，例如，对于 100km×100km 的控制网，坐标误差限差为 1cm；3.利用误差传播定律，计算各变量误差的乘积与函数的导数乘积之和。

假设控制点的坐标为 (x, y)，则有：Δx/ΔL = 1/10000Δy/ΔL = 1/10000其中，ΔL 表示控制点到原点的距离；4.根据计算结果，得出三等加密控制点平面限差为 1:10000。

四、三等加密控制点平面限差的意义和影响研究三等加密控制点平面限差具有重要的意义和影响，主要表现在以下几个方面：1.提高控制网精度：通过合理设置三等加密控制点平面限差，可以有效提高控制网的精度，从而为后续的工程测量提供更为准确的数据支持；2.保证测量结果的可靠性：合理的平面限差可以降低测量结果的误差，保证测量结果的可靠性；3.提高工作效率：通过研究三等加密控制点平面限差，可以优化控制网的布设，提高测量工作效率。

三等加密控制点平面限差三等加密控制点平面限差是指在测量控制点时，控制点之间的相对平面高程差不能超过一定的限制。

这个限制是为了保证控制点之间的测量精度，从而确保工程设计和测量结果的准确性。

为了更好地理解三等加密控制点平面限差的含义，首先需要了解控制点和测量精度的概念。

控制点是在工程测量中用来确定坐标或者高程的点，它们一般位于工程区域边界或者工程内部具有代表性的位置。

控制点的选取和布设对工程测量的精度和可靠性有很大影响，因此需要经过严格的设计和规划。

测量精度是指测量结果与被测量对象真实值之间的差异程度。

在控制点测量中，测量精度越高，得到的测量结果就越准确，工程设计参考的控制点也就越可靠。

三等加密控制点平面限差是一种对控制点进行测量精度要求的方法。

平面限差是指控制点之间的相对平面高程差，也可以理解为地面上两个控制点之间的高程差。

三等加密控制点的平面限差要求相对较为严格，一般为几分米到几十分米内。

这个限差的大小可以根据具体工程的要求进行调整。

为什么需要三等加密控制点平面限差呢？首先，控制点的布设样点较多，相对控制点之间相互之间的关系复杂，通过限定平面高程差，可以使得控制点之间的高程变化较为平滑，减小控制点布设误差对测量结果的影响。

其次，平面限差可以使得控制点之间的高程分布均匀，使得测量结果更加准确。

最后，限差的设定可以为工程设计者提供更多关键点的参考，使得工程设计更加符合实际情况。

三等加密控制点平面限差的实施需要一些具体的技术和工具。

首先，需要使用高精度的测量仪器，如全站仪或者水准仪，以确保测量结果的准确性。

其次，需要进行严格的控制点选址和布设，以满足平面限差的要求。

控制点的选址需要考虑地形、地貌和工程设计的要求等因素。

布设控制点时，可以采用三角形控制网或者四边控制网等方法，以确保控制点之间的高程变化较为平滑。

在测量过程中，还需要进行数据的处理和分析，以获得准确的高程差值。

总之，三等加密控制点平面限差是一种用于控制点测量精度的方法。