[发明专利]一种坐标转化中的公共点点位重构方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间测量领域，尤其是涉及一种坐标转化中的公共点点位重构方法。

背景技术

对于空间中两个坐标轴系的转换参数求解，一般是利用3个或3个以上的两个坐标轴系上的公共点坐标数据通过一定的算法获得，求解的结果包括旋转矩阵R和平移向量T。由于公共点在两个坐标轴系上的坐标数据是通过一定的测量方法分别获取的，获取的每个公共点在两个坐标轴系上的坐标数据是独立的、不相关的。另外，由于测量误差等方面的因素，会导致这些公共点在两个坐标轴系上的点位构形存在差异。即如果以某一个坐标轴系上的公共点点位构形为基准，那么理想状态在另一个坐标轴系上这些公共点的点位构形与之相比应该是完全相同的，但在工程应用中，实际情况是这些公共点在另一个坐标轴系上的点位构形与基准相比发生了一定的形变或者称之为失真。而这种失真造成的最终结果就是增大了旋转矩阵R和平移向量T的求解误差。目前的处理办法是在旋转矩阵R和平移向量T的直接求解过程中，通过一定的算法来减小这种误差。

发明内容

本发明的目的是针对目前的这种处理方法，提出一种新的处理方法，即一种坐标转化中的公共点点位重构方法，具体是指在求解旋转矩阵R和平移向量T之前，首先以这些公共点在一个坐标轴系上的点位构形为基准，通过一定的方法对这些公共点在另一个坐标轴系上的点位构形进行处理和修正，使得这些公共点在两个坐标轴系上的点位构形完全相同，然后再以此求解旋转矩阵R和平移向量T，从而降低了坐标轴系转换参数的求解误差。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种坐标转化中的公共点点位重构方法，由两部分组成：一是提出坐标转化中公共点的点位重构及方法；二是给出了两个坐标轴系中公共点点位重构的算法；具体为：

所述点位重构就是以n个有效的公共点在第一坐标轴系上的点位构形为基准，对测量获得的公共点在第二坐标轴系上的坐标值进行处理和修正，以保证这些公共点在两个坐标轴系上构形的完全一致性，以提高坐标轴系转换参数求解精度的目的。点位重构的算法为：

步骤一：确定每个公共点的位置精度，即公共点的坐标测量精度；

步骤二：剔除含有粗大误差的公共点，并保证最终可用的公共点的个数不小于3；

步骤三：当公共点中有两个点的精度等级相同且高于其它所有目标点，以修正后的两个公共点的坐标作为相应点的点位重构基准，然后选取仅次于两个公共点位置精度的第三个公共点，构建具有两个等式约束和一个不等式约束的单目标非线性规划模型，通过求解得到第三公共点的重构坐标；

步骤四：当作为点位重构的初始基准的数量不小于三时，即公共点中有三个或三个以上点的精度等级相同且高于其它所有公共点，取其中三个公共点，构建具有六个等式约束和三个不等式约束的单目标非线性规划模型，通过求解得到三个公共点的重构坐标；

步骤五：当不满足以上条件进行点位重构时，应对测量方法进行适当调整，然后再按照以上方法开展点位重构，以确保点位重构的基准点数量为三个。

在上述技术方案中，所述步骤三中第三个公共点重构方法为：第三个公共点分别与第一公共点和第二公共点的距离约等，且与第一公共点和第二公共点之间的距离约等，三点组成锐角三角形。

在上述技术方案中，所述步骤四中，所述三个公共点之间的距离约等，三个选定的公共点构成锐角三角形。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过点位重构使得这些公共点在两个坐标轴系上的点位构形完全相同，从而避免因公共点的点位构形差异造成坐标轴系转换参数的求解误差，达到提高坐标轴系转换参数求解精度的目的。

提出点位重构的方法以及具体的算法，根据公共点的坐标精度，将计算分成两类分别讨论，简化了算法，提高了求解效率。通过这种简化算法，可使得公共点在两个坐标轴系上的点位构形完全相同，从而避免因公共点的点位构形差异造成坐标轴系转换参数的求解误差。

附图说明

无

具体实施方式