[发明专利]球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法有效

专利信息
申请号: 201910600490.1 申请日: 2019-07-04
公开(公告)号: CN110322559B 公开(公告)日: 2022-11-22
发明(设计)人: 沈志平;朱博勤;吴斌;余能彬;陈德茂;朱军;付君宜 申请(专利权)人: 贵州正业工程技术投资有限公司;中国科学院国家天文台
主分类号: G06T17/10 分类号: G06T17/10;G01B11/00
代理公司: 北京安瑞克专利代理事务所(特殊普通合伙) 11902 代理人: 郭红梅
地址: 550000 贵州省贵阳市双龙航空港经*** 国省代码: 贵州;52
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摘要:
搜索关键词: 球冠型 曲面 中心点 定点 连线 地面 交点 定位 方法
【说明书】:

发明公开了一种球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法,其实施过程如下:将球冠型曲面的中心点投影到地面上,将该投影点作为三维直角坐标系的原点,坐标系x轴指向正北,y轴指向正东,z轴竖直向上;根据公式计算球冠型曲面中心点和曲面定点连线的角度;根据已测得的地形点导入到地形生成软件中,生成三角形区域组成的地形曲面,可以获得地形曲面与球冠型曲面中心点和定点连线相交的三角形区域,记录该三角形区域的三个坐标点;通过可实时显示三维坐标的设备,在三角形区域内获取一个坐标点,该点坐标满足公式,该坐标点即为该球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面的交点,解决现有定位方法定位精度差的问题。

技术领域

本发明涉及直线与地面交点的定位方法,尤其涉及球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法。

背景技术

射电望远镜尤其是大射电望远镜通常考虑建立在洼地内以降低工程土石方开挖量,如美国Arecibo和中国的FAST(五百米口径球面射电望远镜)。射电望远镜的反射面为一个球冠型曲面,其球冠型曲面中心点为已知条件,主动反射面需要通过反射面索网节点(曲面定点)和地面上的下拉索驱动装置(地面交点)实现变形,这就要求球冠型曲面中心点、反射面索网节点和下拉索驱动装置三点一线,需要精确定位下拉索驱动装置的位置。通常定位方法是将部分地面坐标点导入到地形生成软件中生成地形曲面,之后只需将球冠型曲面中心点和反射面索网节点的连线延长与地形曲面相交即可获得下拉索驱动装置的位置,这种方法单纯借助生成的地形曲面来获取地面交点,而地形曲面是根据部分已知点通过平滑过渡得到的,所以并不精确,对于射电望远镜这类高精密设施难以满足精度要求,所以需要寻求一种定位精度更高的方法获取驱动装置的位置。

发明内容

针对上述问题,本发明要解决的问题是:球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法,以解决现有定位方法定位精度差的问题。

本发明采用的技术方案为:球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法,其实施过程如下:

步骤一:将球冠型曲面5的中心点1投影到地面上,将该投影点作为三维直角坐标系的原点3,坐标系x轴指向正北,y轴指向正东,z轴竖直向上。

步骤二:根据下列公式计算球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线的角度。

公式中,α为球冠型曲面中心点1到曲面定点2的向量在xOy平面上的投影与x轴的夹角,θ为球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线与z轴的夹角,x1、y1、z1为曲面定点2的坐标,zo为球冠型曲面中心点1的z轴坐标。

步骤三:根据已测得的地形点导入到地形生成软件中,生成三角形区域组成的地形曲面6,可以获得地形曲面6与球冠型曲面中心点1和定点2连线相交的三角形区域4,记录该三角形区域的三个坐标点。

步骤四:通过可实时显示三维坐标的设备,在三角形区域4内获取一个坐标点,要求该点坐标(x,y,z)满足下列公式,此坐标点即为该球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线与地面的交点7。

其中,步骤一中的三维直角坐标系的原点3可以根据现场条件任意布置,根据重新布置的坐标原点建立三维直角坐标系,并建立相应的空间解析几何关系。

本发明的有益效果是:通过构建球冠型曲面中心点、曲面定点和地面交点的空间解析几何关系,在获取地面交点大致范围的基础上,通过现场实时测量计算获得精确的地面交点坐标。解决了传统方法定位精度差的问题。

附图说明

为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的三维模型图;

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