CN104457736A - 一种获取目标位置信息的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种获取目标位置信息的方法及装置，该方法包括：步骤S1：获取参考点的位置信息；步骤S2：测量参考点到待测目标的高度角和方位角；步骤S3：获取参考点到待测目标的直线距离；步骤S4：计算参考点到待测目标的相对位置信息；步骤S5：计算待测目标的位置信息；步骤S6：将所述待测目标的位置信息传送给应用设备。本发明的方法和装置具有如下优点：在被测目标无任何定位装置条件下（或从目标内部获取不到位置信息条件下）能实时快速获取目标位置信息，被测目标感知不到测量者对其进行位置信息获取。本发明所述方法及装置可广泛应用于目标位置信息测量领域。

Description

一种获取目标位置信息的方法及装置
技术领域
本发明涉及目标位置信息测量领域，尤其涉及获取目标位置信息的方法及装置。
背景技术
目标位置信息在定位、导航、测量等领域具有重要作用，当前目标位置信息的获取主要是通过待测目标内置的定位装置如GPS、北斗定位仪，或各种基于无线信号的定位装置，实现目标位置的定位、位置信息获取，但对未具有定位装置的目标却无法获取其位置信息，一般只能通过现场测量、计算后获取其位置信息，不能快速、自动获取位置信息，无法实现对于实时性要求高、不能被被测目标感知的应用，如敌对目标位置信息探测、报告,为第三方打击提供位置信息等。因此，需要开发一种隐蔽性强、实时性高的目标位置信息获取方法及装置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种获取目标位置信息的方法。
本发明的另一目的是提供一种获取目标位置信息的装置。
本发明所采用的技术方案是：一种获取目标位置信息的方法，包括：
步骤S1:获取参考点的位置信息；
步骤S2：测量参考点到待测目标的高度角和方位角；
步骤S3：获取参考点到待测目标的直线距离；
步骤S4：根据参考点到待测目标的高度角、方位角以及参考点到待测目标的直线距离计算参考点到待测目标的相对位置信息；
步骤S5：根据参考点的位置信息和参考点到待测目标的相对位置信息计算待测目标的位置信息；
步骤S6:将所述待测目标的位置信息传送给应用设备。
进一步，利用定位装置获取所述步骤S1中参考点的位置信息(x1，y1，h1)，其中x1代表经度，y1代表纬度，h1代表海拔高度。
进一步，所述步骤S3具体为：选取测试点，以所述待测目标、参考点、测试点为三个顶点形成一个三角形；按照以下公式计算所述参考点到待测目标的直线距离L：L＝e/(cosD+sinD*(cosC/sinC))
其中，e为所述参考点与测试点的直线距离，C、D为所述三角形中参考点与测试点所在边上的两个内角，C为所述三角形中参考点所在两条边形成的夹角，D为所述三角形中测试点所在两条边形成的夹角。
进一步，所述步骤S4具体为：根据三角形的边角关系和经纬度与距离的换算关系，按照以下公式计算参考点到待测目标的相对位置信息(△x，△y，△h)：
△x＝L*cosA*cosB/(cosy1*111km)；
△y＝L*cosA*sinB/(111km)；
△h＝L*sinA；
其中，A为参考点到待测目标的高度角，B为参考点到待测目标的方位角，L为参考点到待测目标的直线距离，y1为参考点的纬度。
进一步，所述步骤S5具体为：按照以下公式计算待测目标的位置信息(x2，y2，h2)：
x2＝x1+△x；y2＝y1+△y；h2＝h1+△h。
本发明所采用的另一技术方案是：一种获取目标位置信息的装置，包括：
第一获取单元：获取参考点的位置信息；
第二获取单元：用于测量参考点到待测目标的高度角和方位角；
第三获取单元：用于获取参考点到待测目标的直线距离；
第一计算单元：用于根据参考点到待测目标的高度角、方位角以及参考点到待测目标的直线距离计算参考点到待测目标的相对位置信息；
第二计算单元：用于根据参考点的位置信息和参考点到待测目标的相对位置信息计算待测目标的位置信息；
传输单元：用于将所述待测目标的位置信息传送给应用设备。
进一步，利用定位装置获取所述第一获取单元中参考点的位置信息(x1，y1，h1)，其中x1代表经度，y1代表纬度，h1代表海拔高度。
进一步，所述第三获取单元具体用于：选取测试点，以所述待测目标、参考点、测试点为三个顶点形成一个三角形；按照以下公式计算所述参考点到待测目标的直线距离L：L＝e/(cosD+sinD*(cosC/sinC))
其中，e为所述参考点与测试点的直线距离，C、D为所述三角形中参考点与测试点所在边上的两个内角，C为所述三角形中参考点所在两条边形成的夹角，D为所述三角形中测试点所在两条边形成的夹角。
进一步，所述第一计算单元具体用于：根据三角形的边角关系和经纬度与距离的换算关系，按照以下公式计算参考点到待测目标的相对位置信息(△x，△y，△h)：
△x＝L*cosA*cosB/(cosy1*111km)；
△y＝L*cosA*sinB/(111km)；
△h＝L*sinA；
其中，A为参考点到待测目标的高度角，B为参考点到待测目标的方位角，L为参考点到待测目标的直线距离，y1为参考点的纬度。
进一步，所述第二计算单元具体用于：按照以下公式计算待测目标的位置信息(x2，y2，h2)：
x2＝x1+△x；y2＝y1+△y；h2＝h1+△h。
本发明的第一有益效果是：
本发明一种获取目标位置信息的方法，在获得参考点位置信息基础上，通过使用隐蔽测量手段对被测目标进行测量，获取测量者到被测目标的相对位置信息，通过位置实时计算而快速获取被测目标的绝对位置信息，在被测目标无任何定位装置条件下(或从目标内部获取不到位置信息条件下)，能实时快速获取目标位置信息，同时被测目标感知不到测量者对其进行位置信息获取；满足对实时性、隐蔽性有要求的定位应用需求，如目标位置信息探测、报告、打击等应用。另外，通过两个观测点间的距离及两个观测点到目标点间的夹角计算参考点到目标的的距离，不需要采用如激光测距仪之类会被被测目标发现的测试手段，实现隐蔽测量。
本发明的另一有益效果是：
本发明一种获取目标位置信息的装置，为测量者的提供定位、测量、计算一体化装置，实现对被测目标、隐蔽、快速、实时的定位信息获取。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一种获取目标位置信息的方法的流程示意图；
图2是本发明所述方法中参考点到待测目标距离L测量原理图；
图3是本发明所述方法中参考点到待测目标测量示意图；
图4是本发明一种获取目标位置信息的装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明一种获取目标位置信息的方法，如图1所示，本发明一种获取目标位置信息的方法，包括：
步骤S1:选取参考点，获取参考点的位置信息，在本实施例中具体为通过参考点自带的定位装置测出参考点的位置信息(x1，y1，h1)，其中x1代表经度，y1代表纬度，h1代表海拔高度。
步骤S2：测量参考点到待测目标的高度角和方位角；(高度角：从一点至观测目标的方向线与水平面间的夹角，方向线在水平面之上称为“仰角”，之下称为“俯角”；方位角又称地平经度，是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角)；
步骤S3：获取参考点到待测目标的直线距离，在本实施例中具体为：图2为本发明所述方法中参考点到待测目标距离L测量原理图；如图2所示，为了获取参考点到待测目标的距离L,除参考点外，再取一个测试点，以待测目标、参考点、测试点为三个顶点形成一个三角形；通过根据三角形的边角关系，按照以下公式计算参考点到待测目标的直线距离L：
L＝e/(cosD+sinD*(cosC/sinC))
其中，e为参考点与测试点的直线距离，C、D为三角形中参考点与测试点所在边上的两个内角，C为三角形中参考点所在两条边形成的夹角，D为三角形中测试点所在两条边形成的夹角。在本实施例中通过测量者通过具有GPS测距、方位测量的综合测量仪测出图2中C、D角和参考点到测试点间的直线距离e。
步骤S4：根据参考点到待测目标的高度角、方位角以及参考点到待测目标的直线距离计算参考点到待测目标的相对位置信息；图3是本发明所述方法中参考点到待测目标测量示意图，如图3所示，以参考点为原点，沿经度方向为x轴，沿纬度方向为y轴，沿海拔高度方向为z轴建立空间直角坐标系，图3中标识出了参考点到被测目标的直线距离L、高度角A、方位角B、参考点到被测目标的相对位置(△x，△y，△h)。根据三角形的边角关系和经纬度与距离的换算关系计算参考点到待测目标的相对位置信息。
首先，根据三角形的边角关系，可以计算得到参考点到被测目标的相对距离值(a,b,c):
a＝L*cosA*cosB；
b＝L*cosA*sinB；
c＝L*sinA。
其中，a为参考点到待测目标在经度方向上的距离，b为参考点到待测目标在纬度方向上的距离，c为参考点到待测目标的相对海拔高度；
因纬度线上每度经度对应距离约为111kmCOSy,其中y为纬度，因此纬度线上的距离为a对应经度差的换算公式为△x’＝a/111km*COSy(度)；经度线上距离为b对应纬度差换算公式是△y’＝b/(111km)(度)；
因而，可以按照以下公式计算参考点到待测目标的相对位置信息(△x，△y，△h)：
△x＝a/(cosy1*111km)；
△y＝b/(111km)；
△h＝c；
即：
△x＝L*cosA*cosB/(cosy1*111km)；
△y＝L*cosA*sinB/(111km)；
△h＝L*sinA。
其中，y1为参考点的纬度，在本实施例中测量者携带具有GPS测距、方位测量的综合测量仪，测出高度角A、方位角B。
步骤S5：根据参考点的位置信息和参考点到待测目标的相对位置信息计算待测目标的位置信息(x2，y2，h2)，在本实施例中具体为：按照以下公式计算待测目标的位置信息：
x2＝x1+△x；y2＝y1+△y；h2＝h1+△h；
步骤S6:将所述待测目标的位置信息传送给应用设备。
本发明所述方法通过两个观测点间的距离及两个观测点到目标点间的夹角计算参考点到目标的的距离，不需要采用如激光测距仪之类会被被测目标发现的测试手段，实现隐蔽测量，当前测量方位角和距离的设备非常普及，一般移动智能终端都配置有，本发明所述方法可与智能终端很强的处理能力相结合，实现实时对测量的数据进行计算获取最终结果并通过网络将结果传送到第三方或应用设备，第三方或应用设备也能实时获取被测目标的位置信息；在实际中，可应用于对敌对目标位置信息探测、报告,为第三方打击提供位置信息。本发明所述方法具有实现简单，使用价值高等优点。
图4是本发明一种获取目标位置信息的装置的结构示意图，如图4所示，本发明一种获取目标位置信息的装置，包括：
第一获取单元：用于获取参考点的位置信息；在本实施例中通过定位装置获取参考点的位置信息(x1，y1，h1)，其中其中x1代表经度，y1代表纬度，h1代表海拔高度。
第二获取单元：用于测量参考点到待测目标的高度角和方位角；
第三获取单元：用于获取参考点到待测目标的直线距离；第三获取单元具体用于：选取测试点，以待测目标、参考点、测试点为三个顶点形成一个三角形；按照以下公式计算参考点到待测目标的直线距离L：L＝e/(cosD+sinD*(cosC/sinC))；其中，e为参考点与测试点的直线距离，C、D为三角形中参考点与测试点所在边上的两个内角，C为三角形中参考点所在两条边形成的夹角，D为三角形中测试点所在两条边形成的夹角。
第一计算单元：用于根据参考点到待测目标的高度角、方位角以及参考点到待测目标的直线距离计算参考点到待测目标的相对位置信息，具体为根据三角形的边角关系和经纬度与距离的换算关系，按照以下公式计算参考点到待测目标的相对位置信息(△x，△y，△h)：△x＝L*cosA*cosB/(cosy1*111km)；△y＝L*cosA*sinB/(111km)；△h＝L*sinA；其中，A为参考点到待测目标的高度角，B为参考点到待测目标的方位角，L为参考点到待测目标的直线距离，y1为参考点的纬度。
第二计算单元：用于根据参考点的位置信息和参考点到待测目标的相对位置信息计算待测目标的位置信息，在本实施例中具体为：按照以下公式计算待测目标的位置信息：x2＝x1+△x；y2＝y1+△y；h2＝h1+△h；
传输单元：用于将所述待测目标的位置信息传送给应用设备。
本发明所述装置通过提供给测量者的定位、测量、计算一体化装置，实现对被测目标、隐蔽、快速、实时的定位信息获取。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种获取目标位置信息的方法，其特征在于：包括：
步骤S1：获取参考点的位置信息；
步骤S2：测量参考点到待测目标的高度角和方位角；
步骤S3：获取参考点到待测目标的直线距离；
步骤S4：根据参考点到待测目标的高度角、方位角以及参考点到待测目标的直线距离计算参考点到待测目标的相对位置信息；
步骤S5：根据参考点的位置信息和参考点到待测目标的相对位置信息计算待测目标的位置信息；
步骤S6:将所述待测目标的位置信息传送给应用设备。
2.根据权利要求1所述一种获取目标位置信息的方法，其特征在于：利用定位装置获取所述步骤S1中参考点的位置信息(x1，y1，h1)，其中x1代表经度，y1代表纬度，h1代表海拔高度。
3.根据权利要求2所述一种获取目标位置信息的方法，其特征在于：所述步骤S3具体为：选取测试点，以所述待测目标、参考点、测试点为三个顶点形成一个三角形；按照以下公式计算所述参考点到待测目标的直线距离L：
L＝e/(cosD+sinD*(cosC/sinC))
其中，e为所述参考点与测试点的直线距离，C、D为所述三角形中参考点与测试点所在边上的两个内角，C为所述三角形中参考点所在两条边形成的夹角，D为所述三角形中测试点所在两条边形成的夹角。
4.根据权利要求3所述一种获取目标位置信息的方法，其特征在于：所述步骤S4具体为：根据三角形的边角关系和经纬度与距离的换算关系，按照以下公式计算参考点到待测目标的相对位置信息(△x，△y，△h)：
△x＝L*cosA*cosB/(cosy1*111km)；
△y＝L*cosA*sinB/(111km)；
△h＝L*sinA；
其中，A为参考点到待测目标的高度角，B为参考点到待测目标的方位角，L为参考点到待测目标的直线距离，y1为参考点的纬度。
5.根据权利要求4所述一种获取目标位置信息的方法，其特征在于：所述步骤S5具体为：按照以下公式计算待测目标的位置信息(x2，y2，h2)：
x2＝x1+△x；y2＝y1+△y；h2＝h1+△h。
6.一种获取目标位置信息的装置，其特征在于：包括：
第一获取单元：获取参考点的位置信息；
第二获取单元：用于测量参考点到待测目标的高度角和方位角；
第三获取单元：用于获取参考点到待测目标的直线距离；
第一计算单元：用于根据参考点到待测目标的高度角、方位角以及参考点到待测目标的直线距离计算参考点到待测目标的相对位置信息；
第二计算单元：用于根据参考点的位置信息和参考点到待测目标的相对位置信息计算待测目标的位置信息；
传输单元：用于将所述待测目标的位置信息传送给应用设备。
7.根据权利要求6所述一种获取目标位置信息的装置，其特征在于：利用定位装置获取所述第一获取单元中参考点的位置信息(x1，y1，h1)，其中x1代表经度，y1代表纬度，h1代表海拔高度。
8.根据权利要求7所述一种获取目标位置信息的装置，其特征在于：所述第三获取单元具体用于：选取测试点，以所述待测目标、参考点、测试点为三个顶点形成一个三角形；
按照以下公式计算所述参考点到待测目标的直线距离L：
L＝e/(cosD+sinD*(cosC/sinC))
其中，e为所述参考点与测试点的直线距离，C、D为所述三角形中参考点与测试点所在边上的两个内角，C为所述三角形中参考点所在两条边形成的夹角，D为所述三角形中测试点所在两条边形成的夹角。
9.根据权利要求8所述一种获取目标位置信息的装置，其特征在于：所述第一计算单元具体用于：根据三角形的边角关系和经纬度与距离的换算关系，按照以下公式计算参考点到待测目标的相对位置信息(△x，△y，△h)：
△x＝L*cosA*cosB/(cosy1*111km)；
△y＝L*cosA*sinB/(111km)；
△h＝L*sinA；
其中，A为参考点到待测目标的高度角，B为参考点到待测目标的方位角，L为参考点到待测目标的直线距离，y1为参考点的纬度。
10.根据权利要求9所述一种获取目标位置信息的装置，其特征在于：所述第二计算单元具体用于：按照以下公式计算待测目标的位置信息(x2，y2，h2)：
x2＝x1+△x；y2＝y1+△y；h2＝h1+△h。
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