空間後方交會：利用已知地面點和其像點座標解算外方位元素
導言
空間後方交會是一種攝影測量技術，透過已知地面控制點及其在影像上的對應像點，來反推影像的外方位元素，以獲取攝像機相對於被測對象的位置和姿態。這種方法在航空攝影和遙感等領域中扮演著重要的角色。
程序步驟
空間後方交會的程序步驟如下：
- 數據採集：
- 從攝影數據中獲取影像比例尺、平均航高和內方位元素。
- 從外業測量中獲取地面控制點的攝影測量座標。
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量測控制點在影像上的像點座標。
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參數初始值：
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外方位元素的初始值可透過假設影像為正射影像來估計。
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旋轉矩陣計算：
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利用近似角元素計算方向餘弦值，組成旋轉矩陣。
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像點座標近似值計算：
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運用參數初始值和共線方程式，計算各個控制點對應像點的像平面座標近似值。
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誤差方程組成：
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對於每個控制點，建立一個誤差方程，包含外方位元素改正數和常數項。
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法方程組成：
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聯立所有控制點的誤差方程，組成法方程，並計算係數矩陣和常數項。
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外方位元素求解：
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根據法方程，求解外方位元素改正數，並更新外方位元素。
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收斂性檢查：
- 反覆重複步驟 3-7，直到改正數達到設定的閾值，表明計算已收斂。
精度評估
外方位元素的精度可以用法方程係數矩陣的逆矩陣來評估。對角線元素的平方根代表各個外方位元素中誤差的倒數。單位權中誤差可透過控制點數量和殘差平方和的比值來計算。
優點和應用
空間後方交會的優點包括：
- 易於使用
- 運算量小
- 可透過單張影像進行計算
其應用包含：
- 航空攝影測量
- 遙感影像分析
- 地形建模
總結
空間後方交會是一種強大的攝影測量技術，可利用已知地面控制點和其像點座標來確定影像外方位元素。這種方法精度高、易於使用，在各種應用中扮演著關鍵角色。
前方交會法使用時機
在特定情況下，飛行員會使用前方交會法（IFR）來指引飛機航行。以下是前方交會法使用時機的一些關鍵因素：
1. 全球定位系統（GPS）不可用
當 GPS 信號不可靠或中斷時，前方交會法可用於導航。
2. 備用導航系統故障
如果飛機的其他導航系統（例如慣性導航系統或平面導航設備）發生故障，則前方交會法可作為備用。
3. 進入雷暴
當飛機必須穿過雷暴時，前方交會法可用於保持正確航向和高度。
4. 精密進場
前方交會法可用於執行精密進場，例如儀錶降落系統（ILS）或微波著陸系統（MLS）。
5. 有限的視覺情況
在有限的視覺條件下（例如夜間飛行或霧霾），前方交會法可協助飛行員保持航線。
前方交會法的優點和缺點
優點：
- 獨立於 GPS 或其他先進技術
- 在惡劣天氣條件下可靠
- 可用於精確進場
缺點：
- 耗時且需要大量的計算
- 需要高水平的飛行員技術
- 在強風條件下可能不準確
前方交會法的執行步驟
前方交會法涉及以下步驟：
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角度前方交會”是通過觀測角A和角B求出點P坐標的定位方法；“
前方交會
- 確定飛機當前位置
- 測定飛機能否在特定時間到達預定交叉點
- 如果無法到達，調整飛機航向或速度
- 重複步驟 2 和 3，直到飛機到達交叉點
下表總結了前方交會法的步驟：
| 步驟 | 描述 |
|---|---|
| 確定當前位置 | 使用導航設備（例如 VOR 或 NDB） |
| 測定是否能達到交叉點 | 計算飛機到交叉點的距離和所需時間 |
| 調整航向或速度 | 如果無法到達，調整航向或速度 |
| 重複步驟 2 和 3 | 直到飛機到達交叉點 |
請注意，前方交會法是一個複雜的過程，需要飛行員具備高度的技能和經驗。只有在其他導航方法不可用或不準確的情況下才應使用此技術。