单像空间摄影测量后方交会程序代码(VC++)

### 单像空间摄影测量后方交会程序代码(VC++) #### 概述 本文将详细介绍一份关于单像空间摄影测量后方交会的程序代码，该代码使用C++编写，并在西南交通大学土木工程学院测绘工程专业进行研究与实践。单像空间后方交会在摄影测量领域具有重要的应用价值，它可以通过分析单个图像来确定相机的位置和姿态，以及场景中的某些三维点坐标。本程序主要处理了以下关键步骤： 1. **输入数据**：包括控制点的影像坐标和地面坐标。 2. **迭代计算**：利用初始估计值逐步优化相机位置、姿态参数等。 3. **旋转矩阵构建**：根据迭代得到的角度参数构建旋转矩阵。 4. **系数阵和常数项计算**：用于求解未知数的线性方程组。 #### 输入数据格式 输入文件包含控制点的影像坐标（像素坐标）和相应的地面坐标。具体格式如下所示： ``` [pic] ``` 这里`[pic]`代表具体的数值对，每一对由影像坐标和对应的地面坐标组成，例如： ``` xi yi Xg Yg Zg ... ``` 其中`xi`和`yi`表示第i个控制点的影像坐标；`Xg`, `Yg`, 和`Zg`表示其地面坐标。 #### C++源程序解析 本程序采用模板编程技术来提高代码复用性与灵活性，并且运用了一些基本的数学库函数，如`cmath`来进行必要的数学运算。 1. **变量定义** - 内方位元素`x0`, `y0`, 和焦距`fk`。 - 估算的比例尺`m`。 - 控制点信息矩阵`B`。 - 旋转矩阵`R`。 - 未知数矩阵`XG`。 - 临时矩阵`AT`、`ATA`、`ATL`。 2. **读取控制点数据** 通过`input()`函数从文件中读取控制点的影像坐标和地面坐标，并存储在数组`B`中。 3. **确定未知数的初始值** - 计算所有地面坐标的平均值`Xs`, `Ys`, `Zs`作为初始估计值的一部分。 - 根据这些平均值及其它已知参数（如焦距`fk`），设定初始的相机位置和姿态参数。 4. **迭代计算** - 使用`do...while`循环进行迭代计算，直到满足终止条件为止。 - 在每次迭代过程中，首先构建新的旋转矩阵`R`。 - 然后根据当前的旋转矩阵计算系数矩阵`A`和常数项向量`L`。 5. **系数矩阵和常数项计算** - 对于每个控制点，根据旋转矩阵和相机模型计算相应的系数矩阵`A`和常数项向量`L`。 - 这些系数和常数项用于后续的线性方程组求解，从而进一步更新相机位置和姿态参数的估计值。 #### 总结 这份C++程序提供了完整的单像空间摄影测量后方交会的实现方法，包括了数据读取、初始值设定、迭代计算过程以及最终结果的输出。通过对程序的逐行解析，我们可以清楚地了解到整个计算流程及其背后的数学原理。这种技术在测绘、遥感等领域有着广泛的应用前景，尤其是在需要从单一图像中恢复三维信息的情况下尤为有用。