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摄影测量内定向的作用 摄影测量内定向

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1. 摄影测量内定向的作用原理：
经纬仪是望远镜的机械部分，使望远镜能指向不同方向 。经纬仪具有两条互相垂直的转轴，以调校望远镜的方位角及水平高度 。此类架台结构简单 ， 成本较低 ， 主要配合地面望远镜（大地测量、观鸟等用途）使用，若用来观察天体，由于天体的日周运动方向通常不与地平线垂直或平行，因此需要同时转动两轴并随时间变换转速才能追踪天体，不过视场中其它天体会相对于目标天体旋转，除非加上抵消视场旋转的机构，否则不适合用于长时间曝光的天文摄影 。
经纬仪包括基座、度盘（水平度盘和竖直度盘）和照准部三个部分 。基座用来支撑整个仪器 。水平度盘用来测量水平角 。照准部上有望远镜、水准管以及读数装置等等 。
经纬仪是测量工作中的主要测角仪器 。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成 。测量时，将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上，用水准器将仪器定平，用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角 。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪 。此外，有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等 。
2. 摄影测量相对定向的目的是为了消除矿井定向概括说来可分为两大类:一类是从几何原理出发的几何定向;另一类则是以物理特性为基础的物理定向 。
几何定向分为：
(1)通过乎酮或斜井的几何定向;
(2)通过一个立井的几何定向(一井定向)，
(3)通过两个立井的几何定向(两井定向) 。
物理定向可分为：
(1)用精密磁性仪器定向;
(2)用投向仪定向;
(3)用陀螺经纬仪定向 。
通过平酮或斜井的几何定向，只需通过斜井或平嗣敷设经纬仪导线，对地面和井下进行连测即可 。用精密磁性仪器和投向仪定向，因其定向精度与操作使用的方便程度等都远远不如陀螺经纬仪定向，所以这里不再详细讨论 。
《煤矿测量规程》规定的联系测量的主要精度要求见表3-1 。
《煤矿测量规程》中几何定向的限差，是根据目前各矿的实际定向精度制定的 。根据一些局矿的统计资料 ， 求得两次独立定向平均值的中误差Ma0和两次独立定向值的允许互差△a列于表3-2 。
陀螺经纬仪精度级别是按实际达到的一测回测量陀螺方位角的中误差确定的，分为+15"和士25"两级，并依此规定陀螺经纬仪定向的各项限差 。“一次陀螺经纬仪定向”系指按照陀螺经纬仪一次定向程序所求得的并下定向边的坐标方位角的全过程 。独立进行两次陀螺经纬仪定向测量的目的是:增加陀螺经纬仪定向的可靠性;提高井下定向边的陀螺定向精度，以便在井下导线中加测陀螺定向边而构成方向附合导线时，陀螺定向边的精度相对导线测角精度而言 。能起到控制作用 。
3. 摄影测量学内定向相对定向元素(elements of relative orientation)是指确定摄影瞬间相邻两航片间（两张像片）相对位置和姿态的参数，相对定向元素共有5个 。根据相对定向时所选坐标系的不同 ， 常采用两种系统：连续像对相对定向元素(保持一张像片不动，通过平移和旋转另一张像片来确定两张像片间相对位置的参数)；单独像对相对定向元素(同时旋转两张像片以确定它们间相对位置的参数) 。
相对定向元素
确定一个像对的两种像片相对位置关系所需要的元素叫做相对定向元素 。它是描述立体像对中两张像片的相对位置和姿态关系的元素 。一个像对的相对定向元素共有5个，这5个相对定向元素随着所选取的像空间辅助坐标系的不同，通常有两种不同的表达形式 。
连续像对的相对定向元素
欲恢复一个像对两张像片之间的相关位置，可以以像对的左片为基准 ， 只通过确定右片相对于左片的5个元素(by，bz，αx，ω，k)来实现 。由于这种相对定向元素能连续地恢复相邻或一条航线上所有投影光束之间的相对方位，故这种相对定向元素被称为连续像对的相对定向元素 。其中，by、bz为摄影基线在像空间辅助坐标系中Y、Z坐标轴上的投影 ， 称为摄影基线的两个分量；αx为右像片主光轴S2O2在X2Z2坐标面上的投影与Z2轴的夹角；ω为右像片主光轴S2O2与X2Z2坐标面之间的夹角；k为Y2轴在右像片平面上的投影与右像片像平面坐标系y2轴之间的夹角 。
单独像对的相对定向元素
欲恢复一个像对两张像片的相关位置，还可以选择摄影基线B为像空间辅助坐标系的X轴，通过确定左、右片的5个元素(αx1，k1 ， ω2，αx2，k2)来实现 。由于采用这种相对定向元素来确定一个像对的两种像片相对位置时 ， 左、右光束需要分别移动才能实现，这种相对定向元素考虑建起一个像对的立体几何模型(即称单模型或独立模型) ， 而不顾及相邻模型间的连续性，故这种相对定向元素称为单独像对的相对定向元素 。其中，ω2为左、右两像片主核面之间的夹角 ， 由左核面起算，逆时针为正，顺时针为负；αx1、αx2为左、右主核面上左、右主光轴与摄影基线垂线之间的夹角，由垂线起算，顺时针为正，逆时针为辅；k1、k2为左、右主核线与左、右像平面坐标系x轴间的夹角 ， 由主核线起算，逆时针至x轴正方向为正 。
目的：为测绘地形图提供定向控制点和像片定向参数?测定大范围内界址点的统一坐标测定大范围内界址点的统一坐标?单元模型中大量地面点坐标的计算单元模型中大量地面点坐标的计算?解析近景摄影测量和非地形摄影测解析近景摄影测量和非地形摄影测量
意义：不触及被量测目标即可测定其位置和几不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状?可快速地在大范围内同时进行点位测定可快速地在大范围内同时进行点位测定，以节省野外测量工作量，以节省野外测量工作量?不受通视条件限制不受通视条件限制?摄影测量平差时，区域内部精度均匀，摄影测量平差时，区域内部精度均匀 ， 且不受区域大小限制
4. 航空摄影测量相对定向常用的建筑测量仪器主要有：测距仪、测量仪、经纬仪、平板仪、水准仪、激光测量仪、速测仪、投影仪、陀螺经纬仪、测图仪、摄影仪等 。
1、测距仪
应用电磁波运载测距信号测量两点间距离的仪器 。测程在5～20公里的称为中程测距仪,测程在5公里之内的为短程测距仪 。精度一般为5mm+5ppm，具有小型、轻便、精度高等特点 。生产的双色精密光电测距仪精度已达0.1mm+0.1ppm电磁波测距仪已广泛用于控制、地形和施工放样等测量中，成倍的提高了外业工作效率和量距精度 。
2、量测仪
摄影测量中用于测定立体像对上同名点的像片平面直角坐标和坐标差(视差)的仪器 。由观测系统 ， 导轨系统，像片盘，量测系统和照明设备等部分组成 。有的仪器有自动坐标记录装置 ， 还可直接获得计算机使用的穿孔纸带，或配有自动拍摄所量测像点影像的装置 。主要用于解析空中三角测量和地面立体摄影测量加密像控点 。
3、经纬仪
测量水平角和竖直角的仪器 。由望远镜、水平度盘与垂直度盘和基座等部件组成 。按读数设备分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子(自动显示)经纬仪 。经纬仪广泛用于控制、地形和施工放样等测量 。中国经纬仪系列有:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60六个型号在经纬仪上附有专用配件时,可组成：激光经纬仪、坡面经纬仪等 。此外，还有专用的陀螺经纬仪、矿山经纬仪、摄影经纬仪等 。
4、平板仪
地面人工测绘大比例尺地形图的主要仪器 。由照准仪、平板和支架等部件组成 。在照准仪上附加电磁波测距装置，可使技术人员工作时更为方便迅速 。
5、水准仪
利用连通管测定两点间微小高差的仪器 。主要是由测深仪和控制器组成的观测系统 。前者用微型电机作为动力，以测针自动跟踪水位进行观测，后者由电子设备部件经过测深仪与沉降点有线连接后，指挥任一沉降点进行工作，并由数码管显示逐点的观测值 。在良好条件下，观测精度可达0.05mm左右 。仪器主要用于精密测定建筑物沉降，建筑物安装及地震预报中的倾斜观测 。测量两点间高差的仪器 。由望远镜、水准器(或补偿器)和基座等部件组成 。
按构造分：定镜水准仪、转镜水准仪、微倾水准仪、自动安平水准仪 。水准仪广泛用于控制、地形和施工放样等测量工作 。中国水准仪的系列标准有：DS05、DS1、DS3、DS10、DS20等型号 。在水准仪上附有专用配件时,可组成激光水准仪 。
6、激光测量
装有激光发射器的各种测量仪器 。这类仪器较多，其共同点是将一个氦氖激光器与望远镜连接,把激光束导入望远镜筒,并使其与视准轴重合 。利用激光束方向性好、发射角小、亮度高、红色可见等优点，形成一条鲜明的准直线，做为定向定位的依据 。在大型建筑施工 ， 沟渠、隧道开挖，大型机器安装 ， 以及变形观测等工程测量中应用甚广 。
7、速测仪
由电子经纬仪、电磁波测距仪、微型计算机、程序模块、存储器和自动记录装置组成，快速进行测距、测角、计算、记录等多功能的电子测量仪器电子速测仪适用于工程测量和大比例尺地形测量 。并能为建立数字地面模型提供解析数据，使地面测量趋于自动化，还可对活动目标做跟踪测量，例如对于港口工程中的船舶进出港口的航迹观测 。
8、投影仪
将具有倾斜和地面起伏的中心投影像片变换成正射影像图的摄影测量专用仪器 。正射影像图具有成图快速、信息丰富、直观易识等技术特点 ， 正射投影仪一般分光学投影和电子投影两类，可以联机或脱机作业,制作正射影像图
9、陀螺经纬仪
将陀螺仪和经纬仪组合在一起 ， 用以测定真方位角的仪器 。在地球上南北纬度75°范围内均可使用 。陀螺高速旋转时，由于受地球自转影响，其轴向子午面两侧往复摆动 。通过观测，可定出真北方向 。陀螺经纬仪主要用于矿山和隧道地下导线测量的定向工作 。有的陀螺经纬仪用微处理机进行控制，自动显示测量成果，具有较高的测量精度 。激光陀螺经纬仪则具有精度较高、稳定和成本低的特点 。
10、测图仪
航空摄影测量全能法测图仪器的统称 。是摄影测量内业成图的主要仪器 。其结构原理是以摄影过程的几何反转为基础 。由投影系统、量测系统、观察系统和绘图系统组成 。仪器按投影方式分为光学投影、机械投影和光学机械投影三种，按使用范围分 ， 有专为地面立体摄影经纬仪配套的仪器，也有既可供航测成图又可供地面摄影成图的全能仪器;有的限于测图，有的还能用于空中三角测量 。
发展的趋势是主机结构趋于简单 ， 但增加各种外围设备，如自动坐标记录装置 ， 正射投影装置、数控绘图桌等,以扩大使用范围,提高工作效率 。另外,解析测图仪也可归于全能法测图仪器,它由带有反馈系统的高精度立体坐标量测仪、电子计算机、数控绘图桌、控制台及相应的软件组成 。新型解析测图仪可以联机或脱机测图，其人机对话的数字摄影测量、信息库、图解系统用于地籍测量和空中三角测量 ， 可获取数字地面模型、断面图、进行地面摄影测量以及修测更新地图等 。
11、摄影仪
由摄影机和经纬仪组装而成的供地面摄影测量野外作业用的主要仪器 。摄影机上有物镜、暗箱、承片框、检影器 。在承片框上装有精密的框标 。
5. 摄影测量绝对定向元素内方位元素是描述摄影中心与像片之间相关位置的参数,包括三个参数,即摄影中心S到像片的垂距(主距) f 及像主点,即f,x0,y0 .在像框标坐标系中的坐标x0,y0 .外定向就是要确定相机在摄影瞬间的位置和姿态即外方位元素（Xo,Yo,Zo,ω,φ,κ）.其中Xo,Yo,Zo代表摄影中心在地面坐标系中的坐标,ω,φ,κ描述摄影光束空间姿态的三个角元素.
6. 简述摄影测量中的三个定向．单点定向
此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米 。因为造斜点较深时 ， 反扭角很难控制，且定向时间较长 。施工过程如下：
　?。╨）下入定向造斜钻具至造斜点位置（注意：井下马达必须按厂家要求进行地面试验） 。
　?。?）单点测斜 ， 测量造斜位置的井斜角，方位角，弯接头工具面；
　?。?）在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上 ， 作为基准点；
　?。?）调整工具面（调整后的工具面是：设计方位角十反扭角） 。锁住转盘、开泵钻进；
　?。?）定向钻进 。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差，并调整工具面；
　?。?）当井斜角达到8～10度和方位合适时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进 。在单点定向作业中要注意：
①在确定了反扭角和钻压后，要严格控制钻压的变化范围，通常在预定钻压±19.6千牛（2吨）内变化；
②每次接单根时 ， 钻杆可能会转动一点，注意转动钻杆的打印位置至预定位置；
③如果调整工具面的角度较大（＞90度），调整后应活动钻具2～3次（停泵状态） ， 以便钻杆扭矩迅速传递 。
7. 摄影测量影像定向的目的全站仪角度定后视测量和坐标定后视测量是一个概念哦，后视方位角是根据坐标点推算出来的 ， 区别是一个是计算器算，一个是仪器算 。
后视的目的是定向，只有定向正确了 ， 以后测出的坐标才是正确的 。即确定从仪器到定向点间的直线，位于坐标系里的方位角，定好后所有测出的坐标都会在该坐标系里 。
8. 对摄影测量定位的基本原理和主要应用进行阐述【摄影测量内定向的作用 摄影测量内定向】坐标测量是一种用于测量零件或部件的几何尺寸、形状和相互位置的测量方法 ， 通过测量空间任意的点、线、面以及相互位置，获得被测量几何型面上各测点的几何坐标尺寸，再由这些点的坐标值经过数学运算求出被测零部件的几何尺寸和形状位置误差 。

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