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1、相对定向理论和方法1根本概念确定立体像对相对方位元素的过程称为立体像对的相对定向。2相对定向方程假设已求出立体像对的相对方位元素， 恢复了两X像片的相对方 位，那么同名光线必然两两相交，在相对坐标系中构成一个立体模型。 此时，同名光线和摄影基线必然位于同一个空间平面内，如图 1所 示，这就是相对定向的共面条件。由此条件得到的相对定向方程称为 共面条件方程。图1共面条件由向量几何可知，三个向量共面的充分必要条件是三向量的混合积等于0,即S8?(aiS a2s2)0（i）式中，“？是数积运算符；“ 为向量积运算符。在每种相对定向系统中，把（i）式化为坐标表示的形式，就是 相应的相对定向方程。2.1
2、连续像对系统的相对定向方程图2图2是连续相对定向系统的示意图。按混合积的坐标表达方式,Bx By BzXiYiZiY2X2Z2式中。Bx By Bzm S2在模型坐标系XYZ中的坐标；、Y、乙和X Y2、Z2分别是像点列、为在XYZ中的坐标。由于连续相对定向系统是以左像空系为基准，所以X1 x1100x1Y母 yi010yi乙 f 0 0 1fxiyifX2Y2Z2x2R右y2 f此时，R右是由相对方位元素确定的旋转矩阵。在近似垂直摄影条件下,i k* k ioi将（2）式展开，并在方程两侧同除以 Bx,有BzX Ybxx2考虑到ByBxBz、Bx后，展开（5）式，有F YZ2乙上(X1Z2Z
3、1X2)(X YX2) 0(6)显然，F是 、 的函数，且是非线性方程。2.2单独像对系统的相对定向方程3相对定向方程的线性化3.1连续像对相对定向方程的线性化为了求解的方便，需对共面条件方程进展线性化处理。 首先对(6) 式按泰劳级数展开，且只保存一次项，有F -Fd上 d-Fdd-FdF0 0F面求(7)式中的各个偏导数。第一步：求X2、丫2、Z2对X21 kY2k 1Z21的偏导数。x2x2 y2 k fy2x2 k y2 ffx2y2fX2f X2X2 0 V2Y2- 0 上 f，x2(9)Z2X2Z2第二步：求(7)式中的各个偏导数。Y1x2(X1x2 Z1 f) Y1 fY1y2
4、Z1 f X1y2X1f乙X2 乙y2(X1X2 Y42)(X1Z2 Z1X2)(XM YX2)且 FY1Z2乙Y2YifZiy2将各个偏导数和常数项代入(7)式，并考虑到X2 X2 , V 丫2,Z2 Zi f ,0,刃B么Y1X2d(YY2f2)dfX2d(fX1fX2)d(X1Y2YX2)d(fYfY2)0YX2Y Y2 Td(f对上式除以f,得YYXY YX中)dX2d (X1 X2)d1 2 f 1 2d(10)式中y Y2称为上下视差，一般用q表示。当q 0时，说明相对 定向已完成，否那么相对定向没有完成，因此， q可以作为是否完 毕迭代运算的标志。将(10)式改写为误差方程式,v
5、q 华d (f 半dX2d(X1 X2)d 052产 dq3.2单独像对相对定向方程的线性化。八434OO1256图3标准相对定向点(11)4相对定向对定向点的要求(10)式中有五个未知数，只要量测5对同名像点那么可解求这五个未知数，但为了减小粗差，一般量测6对同名像点的坐标,且用(11)式按最小二乘平差进展答解。为了提高相对定向精度，这 6个定向点要尽量控制整个模型，具分布如图3所示。5相对定向的计算过程(1)量取相对定向点的左、右像片坐标；(2)给出相对方位元素的初值0 ;(3)计算右片的旋转矩阵；(4)逐点计算(XY、乙)和(*2、Y Z2);(5)逐点计算误差方程式的各个系数，组误差方程式；(6)按最小二乘求解各相对方位元素的改正数；(7)将改正数和初什相加，得到相对方位元素的新初值；(8)判断改正数是否小于规定值？假设是，完毕计算；假设不是， 那么重复(3)(8)。6 相对定向的精度估计与单像空间前方交会的精度估计方法一样。7 相对定向的自动化(1)在标准定向点的邻域用点特征提取算法在左片提取出定向点(一般提取 50 个左右 )；(2)用影像匹配算法，在右片找到各个定向点的同名像点；(3)对匹配结果进展评估，剔除错匹配或匹配精度不高的点；(4)按相对定向的计算过程进展计算。
