一種三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今信息化社會(huì)中人類活動(dòng)所涉及的信息總量中有近80%與空間位置信 息相關(guān)聯(lián)。隨著社會(huì)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)于空間位置信息的需求越來(lái)越廣泛。由于各種坐 標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的存在，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換已成為空間位置信息確定中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0003]目前，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換已經(jīng)涉及到各行各業(yè)的應(yīng)用，如導(dǎo)航定位、資源調(diào)查、遙感圖像分 析、城市建設(shè)與管理等等?，F(xiàn)有技術(shù)中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換只能在本地進(jìn)行，作業(yè)效率低下。而且，用 戶應(yīng)用時(shí)必須于本地安裝轉(zhuǎn)換程序和參數(shù)，其程序和參數(shù)用戶直接可見，不利于成果的保 密，也導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全性和用戶廣泛性較差。另外，現(xiàn)有技術(shù)中一般只能進(jìn)行平面轉(zhuǎn)換，如需 確定正常高等高程值，還要再以高程擬合等方法近似地求解，難以滿足三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)精密 轉(zhuǎn)換的需求。而且，轉(zhuǎn)換參數(shù)一般是根據(jù)原始平面坐標(biāo)所在區(qū)域人工進(jìn)行選取，浪費(fèi)人力物 力且容易出錯(cuò)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提出一種三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)，能夠自動(dòng)對(duì)原始三維坐標(biāo)進(jìn)行 轉(zhuǎn)換，提高轉(zhuǎn)換效率和準(zhǔn)確性。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種三維標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，包括：
[0006] 接收用戶端發(fā)送的原始三維坐標(biāo)；所述原始三維坐標(biāo)包括原始平面坐標(biāo)和原始高 程；
[0007] 逐一選取每個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域，將所述原始平面坐標(biāo)在原始平面區(qū)域上的位置點(diǎn)P。 與選取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域的每個(gè)頂點(diǎn)P 1連接，獲取連線P芯，分別計(jì)算連線PcP1旋轉(zhuǎn)到連線 PcP1+1的矢量角度和連線P J3n旋轉(zhuǎn)到連線P J31的矢量角度，并對(duì)計(jì)算出的矢量角度求和，將 求和后的角度處于預(yù)設(shè)角度范圍內(nèi)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)作為所述原始平面 坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)；其中，所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域是將原始平面區(qū)域按照轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行劃分后的 一個(gè)子區(qū)域；所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域是封閉的多邊形；所述矢量角度包含最小旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn) 方向；1彡i彡η ;
[0008] 根據(jù)所述原始平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，將所述原始平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為目的平面坐標(biāo)；
[0009] 根據(jù)所述目的平面坐標(biāo)和預(yù)先建立的似大地水準(zhǔn)面模型，將所述原始高程轉(zhuǎn)換為 目的高程；
[0010] 將所述目的平面坐標(biāo)和所述目的高程反饋給所述用戶端。
[0011] 進(jìn)一步地，所述逐一選取每個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域，將所述原始平面坐標(biāo)在原始平面區(qū) 域上的位置點(diǎn)Pc與選取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域的每個(gè)頂點(diǎn)P i連接，獲取連線P芯，分別計(jì)算連線 PdP1旋轉(zhuǎn)到連線P疋1+1的矢量角度和連線P J3n旋轉(zhuǎn)到連線P J31的矢量角度，并對(duì)計(jì)算出的矢 量角度求和，將求和后的角度處于預(yù)設(shè)角度范圍內(nèi)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)作為 所述原始平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，具體包括：
[0012] 逐一選取每個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域；
[0013] 將所述原始平面坐標(biāo)在原始平面區(qū)域上的位置點(diǎn)P。與選取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域的 每個(gè)頂點(diǎn)P1連接，獲取連線P J31，分別計(jì)算連線PcP1旋轉(zhuǎn)到連線P cP1+1的矢量角度和連線 PcPn旋轉(zhuǎn)到連線P Λ的矢量角度，并對(duì)計(jì)算出的矢量角度求和，獲得求和后的角度Ct，若 α <2π + ε i，則將所述選取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域的轉(zhuǎn)換參數(shù)作為所述原始平面坐標(biāo) 的轉(zhuǎn)換參數(shù)；其中，為預(yù)設(shè)的誤差閾值。
[0014] 進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)換參數(shù)包括平移參數(shù)、尺度參數(shù)和旋轉(zhuǎn)角參數(shù)；轉(zhuǎn)換的公式如 下：
[0016] 其中，
為所述目的平面坐標(biāo)：
為所述原始平面坐標(biāo)，
為所述平移參 數(shù)，α為所述旋轉(zhuǎn)角參數(shù)，m為所述尺度參數(shù)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述目的平面坐標(biāo)和預(yù)先建立的似大地水準(zhǔn)面模型，將所述 原始高程轉(zhuǎn)換為目的高程，具體包括：
[0018] 讀取所述目的平面坐標(biāo)位于所述似大地水準(zhǔn)面模型上格網(wǎng)點(diǎn)；
[0019] 采用雙線性內(nèi)插算法，計(jì)算所述格網(wǎng)點(diǎn)相應(yīng)的高程異常；
[0020] 根據(jù)所述高程異常和所述原始高程，計(jì)算獲得目的高程。
[0021] 進(jìn)一步地，在所述接收用戶端發(fā)送的原始三維坐標(biāo)之前，還包括：
[0022] 接收所述用戶端發(fā)送的連接請(qǐng)求，與所述用戶端建立連接；
[0023] 在所述將所述目的平面坐標(biāo)和所述目的高程反饋給所述用戶端之后，還包括：
[0024] 向所述用戶端發(fā)送關(guān)斷指令，斷開與所述用戶端的連接。
[0025] 相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括：
[0026] 接收模塊，用于接收用戶端發(fā)送的原始三維坐標(biāo)；所述原始三維坐標(biāo)包括原始平 面坐標(biāo)和原始高程；
[0027] 轉(zhuǎn)換參數(shù)獲取模塊，用于逐一選取每個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域，將所述原始平面坐標(biāo)在原 始平面區(qū)域上的位置點(diǎn)Pc與選取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域的每個(gè)頂點(diǎn)P i連接，獲取連線P芯，分別 計(jì)算連線PcP1旋轉(zhuǎn)到連線P cP1+1的矢量角度和連線P J3n旋轉(zhuǎn)到連線P J31的矢量角度，并對(duì) 計(jì)算出的矢量角度求和，將求和后的角度處于預(yù)設(shè)角度范圍內(nèi)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn) 換參數(shù)作為所述原始平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)；其中，所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域是將原始平面區(qū)域按 照轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行劃分后的一個(gè)子區(qū)域；所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域是封閉的多邊形；所述矢量角度 包含最小旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向；I < i < η ;
[0028] 平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述原始平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，將所述原始平面坐 標(biāo)轉(zhuǎn)換為目的平面坐標(biāo)；
[0029] 高程轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述目的平面坐標(biāo)和預(yù)先建立的似大地水準(zhǔn)面模型，將 所述原始高程轉(zhuǎn)換為目的高程；以及，
[0030] 反饋模塊，用于將所述目的平面坐標(biāo)和所述目的高程反饋給所述用戶端。
[0031] 進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)換參數(shù)獲取模塊具體包括：
[0032] 選取單元，用于逐一選取每個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域；以及，
[0033] 轉(zhuǎn)換參數(shù)獲取單元，用于將所述原始平面坐標(biāo)在原始平面區(qū)域上的位置點(diǎn)P。與選 取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域的每個(gè)頂點(diǎn)P 1連接，獲取連線P芯，分別計(jì)算連線PcP1旋轉(zhuǎn)到連線P cP1+1 的矢量角度和連線PcPn旋轉(zhuǎn)到連線PcP1的矢量角度，并對(duì)計(jì)算出的矢量角度求和，獲得求和 后的角度α，若α彡2π + ε i，則將所述選取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域的轉(zhuǎn)換參數(shù)作為所 述原始平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)；其中，ε i為預(yù)設(shè)的誤差閾值。
[0034] 進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)換參數(shù)包括平移參數(shù)、尺度參數(shù)和旋轉(zhuǎn)角參數(shù)；轉(zhuǎn)換的公式如 下：
[0036] 其中：
為所述目的平面坐標(biāo)，
為所述原始平面坐標(biāo)，
為所述平移參 數(shù)，α為所述旋轉(zhuǎn)角參數(shù)，m為所述尺度參數(shù)。
[0037] 進(jìn)一步地，所述高程轉(zhuǎn)換模塊具體包括：
[0038] 讀取單元，用于讀取所述目的平面坐標(biāo)位于所述似大地水準(zhǔn)面模型上格網(wǎng)點(diǎn)；
[0039] 計(jì)算單元，用于采用雙線性內(nèi)插算法，計(jì)算所述格網(wǎng)點(diǎn)相應(yīng)的高程異常；以及，
[0040] 獲取單元，用于根據(jù)所述高程異常和所述原始高程，計(jì)算獲得目的高程。
[0041] 進(jìn)一步地，所述三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括：
[0042] 連接模塊，用于接收所述用戶端發(fā)送的連接請(qǐng)求，與所述用戶端建立連接；以及，
[0043] 斷開模塊，用于向所述用戶端發(fā)送關(guān)斷指令，斷開與所述用戶端的連接。
[0044] 實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：
[0045] 本發(fā)明實(shí)施例提供的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)，能夠通過(guò)計(jì)算連線PidP1M轉(zhuǎn)到連 線PcP 1+1的矢量角度與連線P J3n旋轉(zhuǎn)到連線P J31的矢量角度的矢量和來(lái)確定原始平面坐標(biāo) 所在的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換區(qū)域，進(jìn)而獲取原始平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，根據(jù)預(yù)先建立的似大地水準(zhǔn)面 模型對(duì)原始高程進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提高三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換效率和準(zhǔn)確性；與用戶端建立連接，對(duì)用戶 端的原始平面坐標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，提高轉(zhuǎn)換效率和數(shù)據(jù)安全性；廣泛應(yīng)用于空間位置確定、 移動(dòng)位置服務(wù)、CORS測(cè)量、RTK測(cè)量、交通導(dǎo)航、測(cè)繪、公共安全、水利、農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域，具有 極高的科研、國(guó)防和商業(yè)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1