页数：29页文件大小：240.7 KB来源： 摄影测量学ppt课件
本课件讲解航摄像片的方位元素与摄影测量坐标系：先介绍像平面、像空间、地面测量、像空间辅助与地面摄影测量五种常用坐标系，再说明内方位元素与外方位元素的含义，给出以 Y 轴、X 轴、Z 轴为主轴的三种转角系统，最后推导空间直角坐标变换过程并总结正交变换矩阵的三个特点。
航摄像片的方位元素 《摄影测量学》（上）第三章
主要内容
§3.1 摄影测量常用坐标系 像平面直角坐标系：以像主点 o 为原点，x、y 轴由框标连线确定，像点 a 的坐标记为 (x, y)。
像空间直角坐标系：以摄影中心 S 为原点，坐标轴与像平面坐标系平行，像点 a 的坐标记为 (x, y, −f)。
地面测量坐标系：地面点 A 的坐标记为 (Xt, Yt, Zt)，为国家统一坐标系；平面坐标为高斯-克吕格 3 度带或 6 度带投影（1980西安坐标系），高程为 1985 黄海高程系。
像空间辅助坐标系：以摄站 S 为原点，坐标轴 X、Y、Z 与物方坐标系轴向平行，像点坐标记为 (X, Y, Z)。
地面摄影测量坐标系：原点为地面某一控制点，Ztp 轴与地面测量坐标系的 Zt 轴平行，Xtp 轴与航线一致。
摄影测量中的各种坐标系：像空间坐标 (x, y, −f)、像空间辅助坐标 (X, Y, Z)、地面测量坐标 (Xt, Yt, Zt) 与地面摄影测量坐标 (Xtp, Ytp, Ztp) 之间的转换关系。
§3.2 航摄像片的方位元素：确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间相关位置关系的参数。
内方位元素（x0, y0, f）：确定摄影物镜后节点与像片之间相互位置关系的参数，可恢复摄影光束。
像片外方位元素：确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数。
像片外方位角元素 以 Y 轴为主轴的 φ-ω-κ 转角系统：航向倾角 φ、旁向倾角 ω、像片旋角 κ。
像片外方位角元素 以 X 轴为主轴的 ω'-φ'-κ' 转角系统：旁向倾角 ω'、航向倾角 φ'、像片旋角 κ'。
像片外方位角元素 以 Z 轴为主轴的 A-α-κv 转角系统：像片倾角 α、方位角 A、像片旋角 κv。
§3.3 空间直角坐标变换 平面坐标变换：同一坐标系绕原点旋转 α 角，点 a 在原系 (x, y) 与新系 (x', y') 中的坐标换算关系。
像空间坐标与像空间辅助坐标的变换：像点 a 的像空间坐标 (x, y, −f) 经旋转矩阵 R 变换为像空间辅助坐标 (X, Y, Z)。
以 Y 轴为主轴的 φ-ω-κ 转角系统的坐标变换（第一步）：S-XYZ 坐标系绕 Y 轴旋转 φ 角到 S-XφYZφ。
（第二步）：S-XφYZφ 坐标系绕 Xφ 轴旋转 ω 角到 S-XφYωz。
（第三步）：S-XφYωz 坐标系绕 z 轴旋转 κ 角到 S-xyz。
以 Y 轴为主轴的 φ-ω-κ 转角系统的坐标变换：由 Rφ、Rω、Rκ 三次旋转矩阵连乘得到总旋转矩阵 R ＝ Rκ·Rω·Rφ。
以 Y 轴为主轴的 φ-ω-κ 转角系统的坐标变换：展开旋转矩阵 R 中各元素 a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3 的三角函数表达式。
以 X 轴为主轴的 ω'-φ'-κ' 转角系统的坐标变换：由 Rω'、Rφ'、Rκ' 三次旋转矩阵连乘得到总旋转矩阵 R。
以 X 轴为主轴的 ω'-φ'-κ' 转角系统的坐标变换：展开旋转矩阵 R 中各元素的三角函数表达式。
以 Z 轴为主轴的 A-α-κv 系统的坐标变换：由 RA、Rα、Rκv 三次旋转矩阵连乘得到总旋转矩阵 R。
以 Z 轴为主轴的 A-α-κv 系统的坐标变换：展开旋转矩阵 R 中各元素的三角函数表达式。
正交变换矩阵的特点：由高等数学知道，一个坐标系按三个角元素顺次地绕坐标轴旋转即可变换为一个同原点的坐标系，这种变换为正交变换。
正交变换矩阵的特点：旋转矩阵只有 3 个独立参数。
正交变换矩阵的特点：旋转矩阵中的每一个元素等于其代数余子式。
教材：张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社。
参考书
作业：PP.39，第2题。
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