[发明专利]用于摄影测量中的场相关单边自标定光束平差方法

摘要

本发明提供了一种用于摄影测量中的场相关单边自标定光束平差方法，包括步骤：a)建立线性的针孔成像模型，并附加场相关的非线性畸变模型；b)确定场相关的单边自标定光束平差理论模型；c)建立场相关单边自标定成像模型的误差方程；d)求取误差方程中场相关成像模型对于外方位参数的偏导数；e)求取误差方程中场相关模型对于空间坐标的偏导数；f)求取误差方程中场相关模型对于单边内参数的偏导数；g)对误差方程雅可比矩阵中的各项进行自适应的比例调整；h)通过分块方式快速计算法方程中的各项；i)求解单边自标定中的各项参数；j)参数比例逆调整，消除比例变化；k)计算中误差，并进行单边自标定各项参数的不确定度估计。

主权项

1.一种用于摄影测量中的场相关单边自标定光束平差方法，所述方法包括以下步骤：a)建立线性的针孔成像模型，并附加场相关的非线性畸变模型，用于描述物空间点、外方位参数、内方位参数之间的数学关系；b)确定场相关单边自标定光束平差理论模型；c)建立场相关单边自标定光束平差理论模型的误差方程；d)求取误差方程中场相关成像模型对于外方位参数的偏导数；e)求取误差方程中场相关成像模型对于空间坐标的偏导数；f)求取误差方程中场相关成像模型对于单边内参数的偏导数；g)对误差方程雅可比矩阵中的各项进行自适应的比例调整，以降低法方程的病态；h)通过分块方式快速计算法方程中的各项；i)通过最小二乘方法迭代求解单边自标定光束平差理论模型中的各项参数；j)参数比例逆调整，消除步骤g)中的人为定义的比例变化；k)计算中误差，并进行单边自标定光束平差理论模型各项参数的不确定度估计；所述步骤b)中确定场相关单边自标定光束平差理论模型的步骤为：b1)标定两个距离s1和s2上径向畸变参数；b2)推导任意其他物距s′上的畸变参数:其中，s是成像系统对焦距离，以及是两个距离上径向畸变参数的标定结果；和分别是两个距离对应高斯成像公式的像距；s′为物空间点到相机xoy平面的距离；αs′为中间计算量；b3)将两个距离s1和s2中任一距离的径向畸变参数作为已知量，对另一端的径向畸变参数以及其他参数进行平差；其中，所述步骤c)中建立场相关单边自标定成像模型的误差方程为：其中，用(xij,yij)表示第i张相片对于空间第j点的成像坐标；Xij0是所有与成像坐标(xij,yij)相关的参数，(vxij,vyij)是残余误差，Aij，Bij和Cij分别是步骤a中建立非线性畸变模型时获取的空间点在站位相机像面上最终的像点坐标对于第i图片的外方位参数、第j空间点坐标以及相机成像参数的雅可比矩阵；其中，所述步骤g)中对误差方程雅可比矩阵中的各项进行自适应的比例调整的步骤为：g1)在每次平差迭代过程开始，首先统计误差方程中对应单边内方位参数雅可比矩阵各列的数量级Mj及调整系数kj，计算方法如下：g2)将对应单边内方位参数的雅可比矩阵的每一列计算结果乘以相应列的比例系数，得到调整后的雅可比矩阵为：