绝对定向

绝对定向是航空摄影测量领域的一个术语，指的是通过使用像控点来确定立体模型的比例尺及其在地面坐标系中的定位过程。^[1][2][3]

绝对定向的基本原理是在相对定向的基础上，通过旋转和平移模型，使其与地面测量数据相匹配，从而在模型中建立地面坐标系统。这一过程中，浮动测标被精确地放置于所有能够识别的控制点上。这些控制点的地面坐标已知并存储在计算机中，而模型坐标的记录则是自动化的。计算机通过最小二乘法处理这些存储的数据，以确定每个摄影站的新常数。余差可用于评估解算的可靠性。如果需要，相对定向和绝对定向可以合并成一个操作步骤。

绝对定向的方法涉及利用视差分布情况提供的线索，通过调整两个投影器的位置，构建出地面的三维模型。然而，在此过程中，模型的比例尺是未知的，且相对于仪器基准面而言是倾斜的。因此，绝对定向的任务包括确定模型的比例尺和将其置于正确的平面上。这两项操作必须按照特定的顺序执行，并且需要一些辅助资料。

为了确定模型的比例尺，至少需要知道模型上一段线段的实际长度。通常的做法是在地面上测量一条直线，并确保其两端点能够在模型表面上识别出来。如果这些端点的坐标已知，那么可以通过它们来计算：

- 模型的比例尺系数

- 模型的定向

- 模型在参考坐标系内的位置

然而，仅使用两个控制点无法对模型的定位进行验证，因此至少需要额外的一个点。在多个模型需要控制的情况下，四个控制点的分布是最经济有效的。如果地面控制点分布稀疏，可以使用空中三角测量技术加密所需的控制点。

将模型置平需要在两个互相垂直的方向上调整模型表面的坡度，使其与地面保持一致。为了获得最佳的灵敏度，这两个方向应该彼此正交。除水平的水面向外，很难判断模型的倾斜程度，因此需要使用已识别的模型点的坐标。至少需要有独立的高程点分布，以便将模型置平。然而，如果有三个点，就无法对定向进行检查，因此实际上至少需要四个高程点。对于主要因模型倾斜而导致的方向倾斜误差，以及其他方向的误差，利用高程控制点可以很容易地将模型置平。当高程控制点按照一定的顺序分布时，只需重复几次即可快速使模型处于正确位置。如果使用的高程控制点超过四个，理论上，第五点的最佳位置应该位于基线中点垂线上的某个点。当第五点处于此位置时，由于相对定向剩余误差导致模型表面上出现的任何圆柱体弯曲趋势都会变得明显。

根据绝对定向要素的分析，实现绝对定向需要至少两个平高控制点和不在两点连线上的一高程点。在实际工作中，为了检查高程置平和平面对点精度，进行误差分配以提高定向精度，一般要求设置四个平高控制点。根据四个点确定模型的比例尺和方位，使用四个点置平航向高程。

假设一条航线的第一个模型已完成绝对定向，希望无需其他外部控制数据便能将这一定向扩展至下一个模型。第二个模型可通过2、3张像片进行相对定向构成。由于像片航向重叠率不低于55%，在两个模型M和M之间形成了一个有用的部分重叠区域。因此，这部分重叠区域的信息可用于第二个模型的绝对定向。显然，有足够的数据可用于确定模型的比例尺和在Ω方向上的模型定向。然而，这些重叠区域的数据不足以扩展Φ方向的定向。如果尝试这样做，将会是一种不可靠的外推法。因此，要完成这一定向，需要注意另一个因素，即两个模型共享一张像片2。在第一个模型绝对定向完成后，这张公共像片2的方位被视为已知。因此，在第二个模型相对定向后，将模型旋转直至公共像片2的方位正确，并更改比例尺直至底点距离正确，以此完成绝对定向。我们知道这两个因素提供的信息足以扩展第一个模型的定向。事实上，未经过检验的只有一个Φ定向元素。无论是模拟法还是解析法，所有的空中三角测量方法都采用了上述概念。