用光学机械的方法,在实现摄影过程的几何反转原理的基础上,借助立体测图仪进行空中三角测量。一般只限于在一条航线内进行。主要步骤是:把一条航线段的像片按顺序安置在测图仪的各投影器内,通过逐个像对的相对定向,建立单个立体模型。然后借助于相邻立体模型之间重叠部分的公共地物点和公共投影中心,把模型依次连接起来,构成航线网模型。最后把航线网模型作为一个整体进行绝对定向,使所建立的航线网模型同少量的外业控制点相符合。航线网模型中所有的点经绝对定向后,即可作为单个模型测图时的控制点。
航线网模型的绝对定向要求至少有 3个外业控制点。由于各种误差的存在会引起模型的变形,所以一般在工作中要求每条航线具备6个作业控制点,以便在绝对定向中用图解方法进行整体模型的变形改正。利用多倍投影测图仪进行空中三角测量时,像片须先经缩小;只有两个投影器的立体测图仪,如具有基线向内和向外安置,观察目镜系统左、右转换等功能,也可以用类似方法进行空中三角测量。 ③光线束法区域网空中三角测量 以投影中心点、像点和相应的地面点三点共线为条件,以单张像片为解算单元,借助像片之间的公共点和野外控制点,把各张像片的光束连成一个区域进行整体平差,解算出加密点坐标的方法。其基本理论公式为中心投影的共线条件方程式(见解析摄影测量)。由每个像点的坐标观测值可以列出两个相应的误差方程式,按最小二乘准则平差,求出每张像片外方位元素的6个待定参数,即摄影站点的3个空间坐标和光线束旋转矩阵中3个独立的定向参数,从而得出各加密点的坐标。
以上3种方法中,光线束法理论公式是用实际观测的像点坐标为观测值列出误差方程式,所以平差的理论是严密的,加密的精度也应该最高。但在实施中应清除航摄资料本身存在的系统误差,否则光线束法的优越性就得不到发挥。航带法在理论上最不严密,但它在运算中有消除部分系统误差的功能,而且运算简单,对计算机内存容量的要求不高。
同模拟法比较,解析法精度高,速度快,没有模拟法的种种限制,而且对航摄机物镜畸变、摄影材料的变形、大气折光等物理因素所引起的像点误差,以及地球曲率的影响等都可以用计算的方法逐点加以改正,提高加密精度,从而可大量减少外业控制点的测量工作。解析空中三角测量方法不仅可用于测绘地形图的控制点内业加密,而且还可用于国民经济的其他方面,如铁路、公路的选线,高压输电线路的设计等。