適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開(kāi)了適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，屬于GPS定位的技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球定位系統(tǒng)GPS (Global Positioning System)的快速發(fā)展，用戶可以在全 球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航定位和測(cè)速。在實(shí)際使用中，GPS天線在接收衛(wèi) 星信號(hào)的過(guò)程中，觀測(cè)到4顆衛(wèi)星或者以上的時(shí)候便可進(jìn)行三維定位，解算出用戶的坐標(biāo) 進(jìn)行定位。在高樓或者大樹(shù)遮擋的環(huán)境中，GPS天線接收信號(hào)會(huì)受到影響，直接影響到GPS 的定位精度。然而在諸多使用GPS進(jìn)行定位的地點(diǎn)中，經(jīng)常需要在樹(shù)木下、樓房旁或者橋梁 下的環(huán)境中進(jìn)行定位測(cè)量，這種環(huán)境下衛(wèi)星信號(hào)受到遮擋，影響GPS定位精度，造成測(cè)量的 不準(zhǔn)確，同時(shí)還會(huì)經(jīng)常遇到待測(cè)量點(diǎn)為非接觸點(diǎn)，傳統(tǒng)定位采集方式無(wú)法實(shí)施，嚴(yán)重影響定 位采集工作的效率。
[0003] 有鑒于此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本領(lǐng)域亟需一種適用于死角和非接觸點(diǎn) 的遙測(cè)定位方法，能夠從被采集的定位點(diǎn)的附近的一塊區(qū)域進(jìn)行遙測(cè)采集工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述【背景技術(shù)】的不足，提供了適用于死角和非 接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，提高了 GPS定位采集工作的效率，解決了在GPS定位過(guò)程中死角點(diǎn) 的定位精度低以及非接觸點(diǎn)無(wú)法進(jìn)行定位采集工作的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：
[0006] 適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，
[0007] 在死角點(diǎn)附近區(qū)域內(nèi)選取有序參考點(diǎn)確定相交于死角點(diǎn)的兩條直線；
[0008] 將兩條直線上參考點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)后確定兩直線在平面坐標(biāo)系 中的表達(dá)式，再由表達(dá)式確定死角點(diǎn)的平面坐標(biāo)；
[0009] 將死角點(diǎn)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為GPS定位坐標(biāo)。
[0010] 進(jìn)一步的，所述適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，采用高斯-克呂格投影 方法將兩條直線上參考點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，由表達(dá)式確定死角點(diǎn)的 平面坐標(biāo)方法為聯(lián)立兩直線表達(dá)式求公共解。
[0012] 進(jìn)一步的，所述適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，采用WGS84地理坐標(biāo)轉(zhuǎn) 換方法將死角點(diǎn)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為GPS定位坐標(biāo)。
[0013] 作為所述適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，通過(guò)構(gòu)建定 位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，
[0014] 所述定位系統(tǒng)包括：GPS卡板模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)處理 模塊將GPS卡板模塊獲取的兩直線上參考點(diǎn)的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分 析模塊對(duì)參考點(diǎn)定位坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)解析以確定死角點(diǎn)的定位坐標(biāo)。
[0015] 再進(jìn)一步的，所述適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法中，數(shù)據(jù)分析模塊包括： 高斯-克呂格投影模塊、數(shù)據(jù)解析模塊以及WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，其中，
[0016] 所述高斯-克呂格模塊將接收到的兩條直線參考點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo) 后輸出給數(shù)據(jù)解析模塊，所述數(shù)據(jù)解析模塊由兩條直線參考點(diǎn)的平面坐標(biāo)確定兩條直線在 平面坐標(biāo)系內(nèi)的表達(dá)式后聯(lián)立表達(dá)式求解死角點(diǎn)平面坐標(biāo)，所述WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊將數(shù) 據(jù)解析模塊輸出的死角點(diǎn)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為GPS定位坐標(biāo)。
[0017] 更進(jìn)一步的，所述適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法中，定位系統(tǒng)還包括與 數(shù)據(jù)分析模塊輸出端相連用于將死角點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)顯示在地圖上的應(yīng)用軟件模塊。
[0018] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：
[0019] 本發(fā)明提供了一種適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，能提高GPS定位采集 的效率，提高死角點(diǎn)的GPS定位精度低以及能夠有效進(jìn)行非接觸點(diǎn)無(wú)法的定位采集。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為實(shí)現(xiàn)適用于死角和非接觸點(diǎn)遙測(cè)定位方法的定位系統(tǒng)。
[0021] 圖2為適用于死角和非接觸點(diǎn)遙測(cè)定位方法的原理圖。
[0022] 圖3為高斯-克呂格投影的原理圖。
[0023] 圖4為適用于死角和非接觸點(diǎn)遙測(cè)定位方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0025] 實(shí)現(xiàn)適用于死角和非接觸點(diǎn)遙測(cè)定位方法的定位系統(tǒng)如圖1所示，包括GPS卡板 模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、應(yīng)用軟件模塊，數(shù)據(jù)分析模塊包括：高斯-克呂格投影 模塊、數(shù)據(jù)解析模塊以及WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊。GPS板卡模塊用于接收GPS衛(wèi)星的定位信 號(hào)；數(shù)據(jù)處理模塊接收GPS模塊的定位數(shù)據(jù)信息；高斯-克呂格投影用于將參考點(diǎn)經(jīng)煒度 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)，高斯-克呂格投影原理如圖3所示；數(shù)據(jù)解析根據(jù)參考點(diǎn)平面坐標(biāo)確 定參考點(diǎn)所在兩條直線在平面坐標(biāo)系中的表達(dá)式，利用直線交點(diǎn)求解公式，確定這兩條直 線的公共交點(diǎn)，該公共交點(diǎn)即為死角點(diǎn)的平面坐標(biāo)；WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將死角點(diǎn)的平面坐標(biāo) 轉(zhuǎn)換為經(jīng)煒度坐標(biāo)，即上層應(yīng)用軟件可以解析的地理信息數(shù)據(jù)；應(yīng)用軟件模塊將死角點(diǎn)的 經(jīng)煒度坐標(biāo)顯示在地圖上。
[0026] 適用于死角和非接觸點(diǎn)遙測(cè)定位方法，如圖4所示，包括如下步驟：
[0027] 步驟1，判斷當(dāng)前待測(cè)點(diǎn)的地理環(huán)境是否正常且GPS信號(hào)是否強(qiáng)烈，若當(dāng)前待測(cè)點(diǎn) 的地理環(huán)境正常且GPS信號(hào)強(qiáng)烈，則進(jìn)行步驟7 ;若當(dāng)前待測(cè)點(diǎn)的地理環(huán)境惡劣或者GPS信 號(hào)微弱，則進(jìn)行步驟2。
[0028] 步驟2,進(jìn)入死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位模式；
[0029] 步驟3，在待測(cè)點(diǎn)附近選取地理環(huán)境相對(duì)良好且GPS信號(hào)強(qiáng)烈的4個(gè)點(diǎn)作為定位參 考點(diǎn)A、B、C、D，并通過(guò)高精度GPS定位模塊獲取該輔助定位點(diǎn)的GPS經(jīng)煒度A(B a，La)、B (Bb， Lb)、C (Bc，LJ、D (Bd，Ld)，并且由此確定兩條直線Linel和Line2 ;
[0030] 步驟4,根據(jù)七參數(shù)法和WGS84橢球參數(shù)，設(shè)定中央子午線，比例因子，北向東向偏 移量，將A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)通過(guò)UTM投影為大地平面坐標(biāo)A (xa，ya)、B (xb，yb)、 C (x。，y。)、D (xd，yd)利用如下所示方程進(jìn)行變換：
[0032] , " 6'- ，，- u ι2〇、 -「 -，
[0031]
[0033]
、根據(jù)橢球的長(zhǎng)半軸a、第一偏心率e， 確定上式的常數(shù)，再設(shè)定U為中央經(jīng)度線，再令I(lǐng) = L-L。，t = tanB，m。= IcosB，
$ :，由此經(jīng)煒度（B，L)變換為平面坐標(biāo)（x，y);
[0034] 步驟5，如圖2所示，在WGS84大地平面坐標(biāo)上，解算得死角點(diǎn)的平面坐標(biāo)：
[0035] 設(shè)Linel直線的表達(dá)式為Y1= ax+b，Line2直線的表達(dá)式為y 2= cx+d，
[0036] 已知直線y = mx+n上兩點(diǎn)M、N坐標(biāo)，記M、N點(diǎn)坐標(biāo)為MU1, Y1)、N(x2, y2)，將M、N 兩點(diǎn)坐標(biāo)代入直線中，如下所示：
[0037]
[0038] 經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)得至丨」m = (Yfy2)Z(X1-X2)，n = (Xj2-XiJy1)Z(X1-X2)，
[0039] 根據(jù)上述計(jì)算可得Linel和Line2中的參數(shù)a、b、c、d，經(jīng)過(guò)矩陣變換得X = (d_b)/ (a_c)，y = (ad_ac)/(a_c);
[0040] 步驟6,利用UTM投影的逆變換，將死角點(diǎn)的平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為GPS經(jīng)煒度得到待測(cè) 死角點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)E(B，L);
[0041]
[0043] L = 1+L。，其中，Bf表示地點(diǎn)煒度，即以X作為赤道起算的子午線所對(duì)應(yīng)的煒度值，
[0044] 并進(jìn)行步驟8 ;
[0045] 步驟7,由步驟1，當(dāng)前待測(cè)點(diǎn)的地理環(huán)境正常且GPS信號(hào)強(qiáng)烈，直接利用高精度 GPS模塊，獲得待測(cè)點(diǎn)的GPS經(jīng)煒度坐標(biāo)；
[0046] 步驟8,將待測(cè)點(diǎn)的GPS經(jīng)煒度記錄到嵌入式GIS采集系統(tǒng)中，并進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù) 處理。
[0047] 本發(fā)明提供了一種適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)GPS 定位中由于特定原因造成的死角點(diǎn)的高精度定位，不僅大大提高定位的效率，而且也大大 提尚了定位精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，其特征在于：在死角點(diǎn)附近區(qū)域內(nèi)選取有 序參考點(diǎn)確定相交于死角點(diǎn)的兩條直線； 將兩條直線上參考點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)后確定兩直線在平面坐標(biāo)系中的 表達(dá)式，再由表達(dá)式確定死角點(diǎn)的平面坐標(biāo)； 將死角點(diǎn)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為GPS定位坐標(biāo)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，其特征在于：采用 高斯-克呂格投影方法將兩條直線上參考點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，其特征在于：由表 達(dá)式確定死角點(diǎn)的平面坐標(biāo)方法為聯(lián)立兩直線表達(dá)式求公共解。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，其特征在于：采用 WGS84地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法將死角點(diǎn)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為GPS定位坐標(biāo)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，其 特征在于：通過(guò)構(gòu)建定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)， 所述定位系統(tǒng)包括：GPS卡板模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊 將GPS卡板模塊獲取的兩直線上參考點(diǎn)的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分析模 塊對(duì)參考點(diǎn)定位坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)解析以確定死角點(diǎn)的定位坐標(biāo)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)分析模塊包括：高斯-克呂格投影模塊、數(shù)據(jù)解析模塊以及WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，其中， 所述高斯-克呂格模塊將接收到的兩條直線參考點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)后輸 出給數(shù)據(jù)解析模塊，所述數(shù)據(jù)解析模塊由兩條直線參考點(diǎn)的平面坐標(biāo)確定兩條直線在平面 坐標(biāo)系內(nèi)的表達(dá)式后聯(lián)立表達(dá)式求解死角點(diǎn)平面坐標(biāo)，所述WGS84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)據(jù)解 析模塊輸出的死角點(diǎn)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為GPS定位坐標(biāo)。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，其特征在于，所 述定位系統(tǒng)還包括與數(shù)據(jù)分析模塊輸出端相連用于將死角點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)顯示在地圖上 的應(yīng)用軟件模塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了適用于死角和非接觸點(diǎn)的遙測(cè)定位方法，屬于GPS定位的技術(shù)領(lǐng)域。定位方法，在死角點(diǎn)附近區(qū)域內(nèi)選取有序參考點(diǎn)確定相交于死角點(diǎn)的兩條直線，將兩條直線上參考點(diǎn)GPS定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)后確定兩條直線在平面坐標(biāo)系中的表達(dá)式，再由表達(dá)式確定死角點(diǎn)的平面坐標(biāo)；將死角點(diǎn)平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為GPS定位坐標(biāo)，提高了GPS定位精度，解決了在GPS定位過(guò)程中死角點(diǎn)的定位精度低以及非接觸點(diǎn)無(wú)法進(jìn)行定位采集工作的問(wèn)題。
【IPC分類】G01S19/42, G01C21/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105093246
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510528833
【發(fā)明人】李冰, 田洋, 李雪雪, 趙霞, 劉勇, 董乾, 王剛, 李艷, 虞娟, 張紫微, 俞凱, 錢鑫海, 陳帥
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日