Внешнее ориентирование определяет положение и угловую ориентацию снимка. Переменные, характеризующие положение и ориентацию снимка, называются элементами внешнего ориентирования. Элементы внешнего ориентирования определяют параметры снимка на момент съемки. Линейными элементами внешнего ориентирования являются
,
и
. Они задают положение центра проекции (
) относительно наземной системы координат (
,
и
). Координата
обычно определяет высоту камеры над уровнем моря, которая задается датумом.

Рисунок 6 – Элементы внешнего ориентирования
Угловые элементы внешнего ориентирования характеризуют соотношение между наземной системой координат (
,
и
) и системой пространственных координат точек изображения (
,
, и
). Для определения углового ориентирования обычно используются три угла поворота альфа (
), омега (
) и каппа (
). Рисунок 6 показывает элементы внешнего ориентирования.
Угол
определяет поворот оси фотографирования
, угол
определяет поворот оси фотографирования
, и угол
определяет поворот оси фотографирования
(рисунок 7).

Рисунок 7 – Определение направляющих косинусов
Эти повороты являются положительными, когда они производятся против часовой стрелки, если смотреть из положительного конца соответствующей оси. Для определения порядка и направления поворота трех углов используются различные условия (Уаng, 1990). Рекомендуется использовать условие
,
,
. Ось фотографирования
совпадает с оптической осью (фокусным расстоянием). Координаты
,
, и
параллельны системе пространственных координат Земли.
Используя три угла поворота, можно установить соотношение между системой пространственных координат снимка (
,
, и
) и системой пространственных координат Земли (
,
и
или
,
, и
). Связь между этими системами определяет матрица
размером 3х3. Матрица
называется матрицей перехода. Эта матрица может быть определена следующим образом:
. (3)
Матрица поворота получается путем последовательного поворота на углы
вокруг оси
,
вокруг оси
и
вокруг оси
.






