相对定向是指恢复或确定象对在摄影时的相对关系，理论依据是同名光线共面的原则。相对位置的表示方法有两种：
（1）以摄影基线为基准，用象对两个光线束的五个角旋转值表示，称为单独象对相对定向
（2）以其中一张相片为基准，另一张相片的两个直线移动值和三个角旋转值表示，称为“连续象对相对定向”。
解求的方法有两种：
（1）光学机械法。在立体测图仪上利用投影器的角旋转和基线支架的直线运动，消除象对内至少五个同名象点的上下视差
（2）解析法，在坐标量测仪上量测象对中至少五个同名点的坐标，根据相对定向元素与上下视差的关系解算相对定向元素值。完成象对的相对定向，即可以认为已获得自由比例尺和处于空间任意位置的摄区的几何模型，此时的模型可能是倾斜的。
