[发明专利]一种引入基准旋转中心的坐标转换方法

摘要

本发明公开了一种引入基准旋转中心的坐标转换方法，包括步骤一、获取两个坐标系下的高斯平面坐标；二、确定两个坐标系的基准旋转中心；三、引入基准旋转中心进行坐标转换对一个GPS基准站获取的两个坐标系下的高斯平面坐标进行坐标转换；将GPS基准站获取的两个坐标系下的高斯平面坐标变换为向量的形式；根据最小二乘理论求转换向量X的最优解；四、计算法方程N的条件数；五、对第一坐标系下的高斯平面坐标进行扰动，计算扰动状态下转换向量X；六、坐标转换结果同步存储及输出。本发明引入基准旋转中心设计新颖，可缩小系数矩阵中各元素之间的比例大小，减小条件数，减小坐标转换带来的误差，转换稳定，精度高。

主权项

一种引入基准旋转中心的坐标转换方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、获取两个坐标系下的高斯平面坐标：采用GPS基准站(1)实时获取该GPS基准站(1)在第一坐标系和第二坐标系中的坐标，并对获取的第一坐标系中的坐标和第二坐标系中的坐标进行解算投影到高斯平面上，得到GPS基准站(1)在两个坐标系下的高斯平面坐标并将获取的数据传输至计算机(2)，GPS基准站(1)的数量为多个；步骤二、确定两个坐标系的基准旋转中心：将步骤一中一个GPS基准站(1)在第一坐标系中的坐标作为第一坐标系的基准旋转中心且将该GPS基准站(1)在第二坐标系中的坐标作为第二坐标系的基准旋转中心，或者将步骤一中多个GPS基准站(1)在第一坐标系中的坐标平均值作为第一坐标系的基准旋转中心且将步骤一中多个GPS基准站(1)在第二坐标系中的坐标平均值作为第二坐标系的基准旋转中心；步骤三、引入基准旋转中心进行坐标转换，过程如下：步骤301、根据公式对一个GPS基准站(1)获取的两个坐标系下的高斯平面坐标进行坐标转换，其中，(x1,y1)为一个GPS基准站(1)在第一坐标系中的高斯平面坐标，(x2,y2)为该GPS基准站(1)在第二坐标系中的高斯平面坐标，(xc1,yc1)为步骤二中第一坐标系的基准旋转中心，(xc2,yc2)为步骤二中第二坐标系的基准旋转中心，α为第一坐标系与第二坐标系轴向的夹角，k为比例参数，Δx为两个坐标系下的高斯平面坐标x轴上平移参数，Δy为两个坐标系下的高斯平面坐标y轴上平移参数；步骤302、将公式变换为向量的形式AX＝L，其中，系数矩阵转换向量常数项(X1,Y1)为GPS基准站(1)在第一坐标系中的高斯平面坐标向量，(X2,Y2)为GPS基准站(1)在第二坐标系中的高斯平面坐标向量，p＝k·cosα，q＝k·sinα；步骤303、根据最小二乘理论求转换向量X的最优解，得X＝N‑1ATL，N为法方程且其中，V＝x11+...+x1i‑ixc1，W＝y11+...+y1i‑iyc1，U＝(x11‑xc1)2+...+(x1i‑xc1)2+(y11‑yc1)2+...+(y1i‑yc1)2，i为GPS基准站(1)数量，x1i为第i个GPS基准站(1)获取的第一坐标系下的高斯平面上的x轴上坐标，y1i为第i个GPS基准站(1)获取的第一坐标系下的高斯平面上的y轴上坐标；步骤四、根据公式Cond(N)＝||A||||A‑1||，计算法方程N的条件数；步骤五、对第一坐标系下的高斯平面坐标进行扰动，计算扰动状态下转换向量X；步骤六、坐标转换结果同步存储及输出：计算机(2)通过与其相接的显示器(4)实时对步骤三中坐标转换结果进行同步显示并保存在与计算机(2)相接的存储器(3)中；步骤302中常数项中X2由x21、x22、…、x2i组成，Y2由y21、y22、…、y2i组成，x2i为第i个GPS基准站(1)获取的第二坐标系下的高斯平面上的x轴上坐标，y2i为第i个GPS基准站(1)获取的第二坐标系下的高斯平面上的y轴上坐标；常数项为2i×1维向量；系数矩阵为2i×4维向量。