[发明专利]一种农田土地平整任意坡度基准面设计方法

摘要

一种农田土地平整任意坡度基准面设计方法，主要包括如下步骤：A.选取基准点，设计初始基准坡面；B.测量农田地形，获取农田实际地势数据；C.计算校正参数，得到最终基准坡面设计方程。该方法利用GNSS差分定位获取农田地势三维数据，根据三个基准点可以快速、便捷的设计具有二维任意坡向和坡度的基准面，既可以实现无坡度平面设计，又能实现沿农田单一纵向坡面设计，也能实现二维方向任意坡度坡面设计。可以灵活的满足地面精细灌溉水流方向的要求。

主权项

一种农田土地平整任意坡度基准面设计方法，该方法利用GNSS差分定位获取农田地势三维数据，通过计算机处理和设计最佳平整面，其特征在于：包括如下步骤：A.选取基准点，设计初始基准坡面；B.测量农田地形，获取农田实际地势数据；C.计算校正参数，得到最终基准坡面设计方程；其中，步骤A包括：A1.选取主基准点B0，将平地铲车开至该点并抬升到最高处，保证GNSS天线在该点正上方；接收一定时间T秒的GNSS数据，解析GGA语句，获取WGS‑84坐标系下的大地坐标(B,L,H)84数据，即纬度、经度和海拔高度，通过高斯‑克吕格投影方法转化为WGS‑84坐标系下的空间直角坐标(X,Y,Z)84数据，求取对应坐标数据的均值，并将该均值作为该点三维坐标(x'0,y'0,z'0)；以O(0,0,0)为原点建立坐标系OXYZ，将B0点映射在该坐标系内，并将坐标保存为B0(x0,y0,z0)，其中x0＝0,y0＝0,z0＝z'0；O点即为B0点在水平面XOY内的投影；A2.选取基准点B1，保证线段|B0B1|的长度大于等于射线B0B1在该农田地块上投影的长度1/2；将平地铲车开至该位置，保证GNSS天线在该点正上方；接收一定时间T秒的GNSS数据，解析GGA语句，获取WGS‑84坐标系下的大地坐标(B,L,H)84数据，即纬度、经度和海拔高度，通过高斯‑克吕格投影方法转化为WGS‑84坐标系下的空间直角坐标(X,Y,Z)84数据，求取对应坐标数据的均值，并将均值作为该点三维坐标(x1',y1',z1')；将该点映射在坐标系OXYZ内,并将坐标保存为B1(x1,y1,z'1)，其中x1＝x'1‑x'0,y1＝y'1‑y'0；该点在水平面XOY内的投影为B1'(x1,y1,0)；A3.选择基准点B2，保证0°＜∠B2B0B1≤90°，且线段|B0B2|的长度大于等于射线B0B2在该农田地块上投影长度的1/2，将平地铲车开至该位置，保证GNSS天线在该点正上方；接收一定时间T秒的GNSS数据，解析GGA语句，获取WGS‑84坐标系下的大地坐标(B,L,H)84数据，即纬度、经度和海拔高度，通过高斯‑克吕格投影方法转化为WGS‑84坐标系下的空间直角坐标(X,Y,Z)84数据，求取对应坐标数据的均值，并将均值作为该点三维坐标(x'2,y'2,z'2)；将该点映射在坐标系OXYZ内,并将坐标保存为B2(x2,y2,z'2)，其中x2＝x'2‑x'0,y2＝y'2‑y'0；该点在水平面XOY内的投影为B'2(x2,y2,0)；A4.输入方向坡度s1和方向坡度s2；坡度定义为沿水平方向前行一定距离时，垂直方向高度改变的数值与水平方向前行距离的比值，通常记为百分比的形式，可以为正数、负数和0，正数表示垂直方向高度增加，负数表示垂直方向高度减少，0表示垂直方向高度不变；A5.计算和在水平面内的投影长度|OB1'|和|OB'2|，计算方法为：|OB1′|=x12+y12,|OB2′|=x22+y22;]]>A6.计算基准点B1设计高程z1和基准点B2设计高程z2，计算方法为：z1＝z0+|OB1'|×s1，z2＝z0+|OB'2|×s2；A7.计算初始基准坡面方程为f0:Ax+By+Cz+D＝0，方程系数A,B,C,D的计算方法为：A＝(z2‑z0)×(y1‑y0)‑(z1‑z0)×(y2‑y0)B＝(z1‑z0)×(x2‑x0)‑(z2‑z0)×(x1‑x0)C＝(x1‑x0)×(y2‑y0)‑(x2‑x0)×(y1‑y0)D＝‑(A×x0+B×y0+C×z0)。