Системы координат объекта. Элементы внешнего ориентирования снимка.

Положение точек объекта (местности) по снимкам определяют в прямоугольной пространственной системе координат OXYZ . В зависимости от решаемой задачи в качестве этой системы координат используют:

- государственную картографическую систему координат (в России – Гаусса – Крюгера);

- геоцентрическую систему координат;

- произвольную систему координат, связанную с характерными точками объекта (местности).

Положение и ориентацию системы координат снимка (или, что то же самое – снимка) в системе координат объекта OXYZ определяют элементы внешнего ориентирования снимка .

Положение центра проекции S в системе координат объекта определяют его координаты Xs,Ys,Zs.

Угловая ориентация системы координат снимка относительно системы координат объекта определяется ортогональной матрицей:

(1.2.1)

В матрице А элементы (направляющие косинусы) аij являются косинусами пространственных углов между осями координат системы координат объекта OXYZ и снимка Sxyz.

Направляющие косинусы являются координатами единичных векторов (ортов), совпадающих с осями координат снимка в системе координат объекта.

Вследствие особых характеристик ортогональной матрицы:

А-1т;

а ААт = Е = .

В ортогональной матрице независимы только 3 элемента, следовательно элементы матрицы являются функцией 3 параметров.

В качестве этих параметров в фотограмметрии используют 3 угла - w, a и À, которые называют угловыми элементами внешнего ориентирования снимка.

Последовательно поворачивая систему координат объекта OXYZ на эти углы вокруг ее осей, можно ориентировать ее параллельно осям системы координат снимка. При этом последовательность и направление поворотов могут быть произвольными. Поэтому в фотограмметрии используют различные системы угловых элементов ориентирования снимка.

Рассмотрим наиболее широко используемую систему, в которой система координат объекта OXYZ поворачивается последовательно против часовой стрелки (правые углы) вокруг осей X,Y и Z соответственно на углы w, a и À.

Геометрическая интерпретация угловых элементов внешнего ориентирования показана на рис.1.2.1.

w - поперечный угол наклона. Угол в координатной плоскости YZ между осью Z и проекцией оси z на плоскость YZ;

a - продольный угол наклона. Угол между проекцией оси z на плоскость YZ и осью z;

À - угол разворота снимка. Угол в плоскости снимка Р между следом сечения этой плоскости плоскостью Xz и осью х снимка.

 
 

 

Рис.1.2.1

 

Значение элементов aij матрицы А можно получить путем последовательного перемножения матриц, составленных для последовательных поворотов системы координат объекта ОХYZ на углы w, a и À.

 
 

В результате поворота системы координат ОХYZ или, что то же самое, системы координат SXYZ система SXYZ преобразуется в систему координат SX’Y’Z’ (рис.1.2.2).

 

 

Рис.1.2.2

 

 

В соответствии с выражением (1.2.1) матрица

 

.

 

 
 

В результате поворота на угол a система координат SX’Y’Z’ преобразуется в систему координат SX”Y”Z” (рис.1.2.3).

Рис.1.2.3

 

В соответствии с выражением (1.2.1) матрица

 

.

 

 
 

В результате поворота системы координат SX”Y”Z” на угол À эта система преобразуется в систему координат снимка Sxyz (рис.1.2.4).

Рис.1.2.4

 

В соответствии с выражением (1.2.1) матрица

 

.

 

В результате перемножения матриц

 

,

 

получим значения элементов aij , как функции углов w,a и À:

 

(1.2.2);

 

Если известны значения направляющих косинусов aij, то из выражений (1.2.2) можно получить значения углов w,a,À.

(1.2.3).

 








Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1180;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.