[发明专利]地形分块与地形测点加权的地形匹配定位方法

摘要

本发明的目的在于提供地形分块与地形测点加权的地形匹配定位方法，影响地形匹配定位精度的有两方面的因素：地形的适配性和地形测量误差。对于适配性较大的局部地形区域可以提供较多的地形信息，而测量误差会使局部地形产生畸变，给地形匹配定位带来负面影响。由于适配性和地形的测量误差都是局部地形的特征，为了体现适配性和局部地形测量误差对匹配定位的影响，将地形进行分块并利用适配性对分块子地形图中的节点进行加权，同时在匹配过程中利用分快子地形的残差统计方差估计子地形图的测量误差，并对子地形图中的节点进行加权处理，利用适配性和测量误差得到的权值同时对子地形图中的节点进行加权，通过迭代过程获得最优的地形匹配定位结果。

主权项

地形分块与地形测点加权的地形匹配定位方法，其特征是：(1)进行初匹配，并将测量地形的测点分块：假设分块子地形图的边界点为k，设定先验地形图地形图的分块大小，将先验地形图分割成M×N块子地形图，每一个子地形图的边界上的地形节点数为k，计算每一个地形点的适配性量化参数，量化参数采用地形节点的8方向信噪比：SSNRijk=(Δzijk(·)dσ)2,k=1,3,5,7(Δzijk(·)2dσ)2,k=2,4,6,8]]>式中：i,j分别表示鲜艳地形图节点的行和列索引号，d表示先验地形的网格边长，k表示表示8个方向的索引号，表示地形节点i,j在k方向的梯度，σ表示地形测量误差；计算每一个分块的适配性参数：SNR‾IJk=1p2Σi=1pΣj=1p(SSNRijk)]]>式中：p表示分块自地图的边界地形节点个数，I,J表示地形分块的行和列索引号；利用最大化原则将8个方向上的信息量化成一个量SSNRIJ‾=max(SSNRij)]]>同时根据下式对测量地形进行初步的定位，得到初步定位偏差(dx1，dy1)，然后利用定位偏差对测量地形进行位置修正，得到初步修正后的测量地形：Lij=12πN/2σN·exp[-12σ2Σk=1K(zk-hkij)2]]]>Xp=argmaxXp∈Xs(Lij)]]>式中：Xp表示地形匹配定位的位置，i,j表示搜索区域内搜索点的索引号，zk表示MTM地形图中的点，表示在搜索点(i,j)处测量地形序列zk在DEM中的差值点高度；(2)获取测量地形的适配性权值和测量误差权值：根据修正后的测量地形和先验地形，得到先验地形与测量地形的重叠区域的节点序列，Zn和Zd分别表示重叠区域中位于先验地形和测量地形图中的节点；根据步骤(1)中得到的先验地形的分块信息得到Zn中的地形节点所在的地形分块索引，根据节点所在的地形分块的适配性参数对先验地形和测量地形重叠区域的每一个节点序列Zn进行加权，假设节点位于分块(I,J)中，则节点的权值为即位于(I,J)分块内的地形节点取值均为获取所有的Zn序列点的权值λi后对权值进行归一化处理，该权值为地形适配性权值，根据步骤(1)中的匹配定位计算位置修正后的先验地形和测量地形的高度偏差序列残差：Δh＝[Z‑h(Xp)]残差的均值和方差估计：根据计算得到的每一个地形分块中的残差方差对Zn地形节点进行加权，与权值λi的确定方法一致，同一个地形块中的地行节点的测量误差权值大小相同，用1/σi表示Zn中的节点地形测量误差权值，对地形测量误差权值进行归一化处理：σi‾=1/σiΣi=1k(1/σi);]]>(3)根据步骤(2)中得到的适配性权重和测量误差权值计算归一化的匹配权值：qi=λi‾·σi‾Σi=1k(λi‾·σi‾);]]>(4)根据步骤(3)中得到的先验地形和测量地形交叠区域内节点的权值重新计算定位点；Lij=12πN/2σN·exp[-qi2σ2Σi=1k(zi-hiij)2]]]>Xp=argmaxXp∈Xs(Lij)]]>其中：qi表示最终得到的节点权值；(5)判断是否达到迭代终点，如果达到则返回定位结果Xp，若没有达到迭代终点则回到步骤(2)。