1.2.3. Внешнее ориентирование модели маршрута

Внешнее ориентирование модели маршрута производится по опорным точкам в два этапа.

Сначала определяют элементы внешнего ориентирования модели маршрута в системе координат объектаOXYZ. Этот процесс полностью аналогичен процессу внешнего ориентирования фотограмметрической модели, построенной по стереопаре снимков.

После определения элементов внешнего ориентирования модели маршрута вычисляют координаты точек модели маршрута в системе координат объекта:

4. Устранение систематических искажений маршрутной сети по опорным точкам

Вследствие неполного учета систематических ошибок снимка, вызываемых дисторсией объектива, атмосферной рефракцией и другими причинами, координаты точек сети, определенные по формулам (1.2.3) будут иметь систематические ошибки.

Систематические искажения сети маршрутной фототриангуляции можно описать с помощью полинома, например полинома 2-го порядка:

в которых:

Ai, Bi, Ci – коэффициенты полиномов,

X, Y, Z – координаты точек сети, определенные в результате внешнего ориентирования модели маршрута,

Xи, Yи, Zи – исправленные за влияние систематических ошибок координаты точек сети.

Для определения коэффициентов полиномов необходимо не менее чем 5 планово-высотных опорных точек, расположенных по схеме, представленной на рис. 1.2.5:

Y

X

O

Рис.1.2.5

так как каждая опорная точка позволяет составить 3 уравнения с 15 неизвестными коэффициентами полиномов Ai, Bi, Ci:

В уравнениях (1.2.4.2) Xи, Yи, Zи – геодезические координаты опорной точки в системе координат объекта.

В результате решения полученной системы уравнений (1.2.5) находят значения Ai,Bi,Ci. Если опорных точек больше 5, то решение производят по методу наименьших квадратов.

По координатам точек сети X,Y,Z и значениям коэффициентов Ai,Bi,Ci находят по формулам (1.2.4), исправленные за систематические искажения координаты точек сети Xи,Yи,Zи.

Следует отметить, что в случае если направление оси Xм системы координат модели маршрута не совпадает с осью X системы координат объекта (рис. 1.2.6), перед выполнением процесса исключения систематических ошибок необходимо предварительно перевычислить координаты X, Y, Z опорных и определенных в результате внешнего ориентирования модели

Y

Y^*

X^*

X

Рис. 1.2.6

маршрута точек во вспомогательную систему координат объекта OX^*Y^*Z^*, ось X^* которой параллельна оси Xм системы координат модели в системе координат объекта (рис. 1.2.6).

Затем производят устранение систематических искажений координат точек сети по методике описанной ранее в этом разделе, и перевычисляют исправленные значения координат точек сети в систему координат объекта по формулам:

В формулах (1.2.6) и (1.2.7) матрицы преобразования координат иимеют вид:

и

в которых:- угол разворота системы координат модели.

1.3. Блочная фототриангуляция по методу независимых маршрутов

Блочная фототриангуляция по методу независимых маршрутов выполняется следующим образом. Сначала строят модели маршрутов по методике, изложенной в разделе 1.2, а затем объединяют их в блочную сеть по связующим точкам, расположенным в межмаршрутном перекрытии, с одновременным их внешним ориентированием по опорным точкам (рис.1.3.1):

Рис. 1.3.1

- связующая точка,

- опорная точка.

Для объединения моделей маршрута в блочную модель с одновременным ее внешним ориентированием, для каждой связующей точки составляют уравнения:

в которых:

Xi,Yi,Zi и Xj,Yj,Zj – координаты связующей точки в системе координат объекта, определенные соответственно по i-ой и j-ой моделям.

Значения Xi,Yi,Zi и Xj,Yj,Zj определяются по формулам:

Для каждой опорной точки (планово-высотной), измеренной в маршруте, составляют уравнения:

В уравнении (1.3.2) – i-номер модели, а X,Y,Z – координаты опорной точки в системе координат объекта.

Уравнения поправок соответствующие уравнениям (1.3.1) и (1.3.2) имеют вид:

и

Для плановой опорной точки (X,Y) составляются только два первых уравнения поправок (1.3.4), а для высотной опорной точки (Z) только третье уравнение.

В результате совместного решения системы уравнений поправок (1.3.3) и (1.3.4) по методу наименьших квадратов находят значения элементов внешнего ориентирования всех моделей маршрутов в системе координат объекта.

Затем вычисляют координаты точек блочной сети в системе координат объекта в каждом маршруте:

Координаты межмаршрутных связующих точек в этом случае вычисляются дважды. За окончательное значение берется среднее из них.

Общее количество неизвестных определяемых в результате решения системы уравнений поправок в этом методе блочной фототриангуляции определяется по формуле:

гдеn – количество маршрутов.

Общее количество уравнений поправок определяется по формуле:

где:m - количество межмаршрутных связующих точек;

k - количество планово-высотных опорных точек измеренных в маршрутах;

i - количество плановых опорных точек измеренных в маршрутах;

l – количество высотных опорных точек измеренных в маршрутах.

Для сети изображенной на рис.1.3.1 N=7*3=21, а М=3*14+3*8=42+24=68, так m=14 (две опорные точки расположенные в межмаршрутном перекрытии используются как связующие), а k=8 (две опорные точки измерены в двух соседних маршрутах).