CN109115196B - 全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，包括步骤一：固定基站和移动站；步骤二：连接工控机；步骤三：标记测绘点；步骤四：测量测绘点的坐标；步骤五：标记起始点和结束点；步骤六：设置工控机；步骤七：变化基站位置；步骤八：测量一个测绘点的位置；步骤九：数据对比，得到相应的计算公式；步骤十：换算其他测绘点的位置坐标。本发明基站变化位置后，只需重新测绘采集一个点的坐标得到换算系数，将所有点坐标通过换算系数转换为针对基站新位置的精准坐标，免去大量重新测绘工作，节约时间，节省成本。

Description

全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法

技术领域

本发明涉及全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，属于卫星定位系统坐标采集转换技术领域。

背景技术

高精度全球卫星定位系统由基站（含定位天线）和移动站（含定位天线）组成，基站固定后，移动站通过与基站的校准并计算出移动站天线当前的精确大地系坐标。根据需要可以将移动站天线放置于基站所覆盖的区域进行具体点的测绘并记录。所有测绘点精度达到厘米级，但要求基站天线为固定状态，即基站天线一旦移动位置则之前移动站测绘的数据全部无效，目前通用解决方案为重新测绘，工作量大，且测绘不准确。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其具体技术方案如下：

全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，包括以下操作步骤：

步骤一：固定基站和移动站：基站和移动站连接各自的定位天线，将移动站固定在待检测的移动设备上，并将基站与移动站建立无线通讯连接；

步骤二：连接工控机：每个移动设备上均配备一个工控机，每个工控机均与该移动设备上的移动站数据连接；

步骤三：标记测绘点：在地面或其他位置设置若干个测绘点，将若干个测绘点分成对应不同的测绘区域，每个测绘区域选取一个起始点和一个结束点；

步骤四：测量测绘点的坐标：将每个测绘区域的测绘点顺序标记为A点、B点、C点……N点，移动设备顺次移动到各个测绘点测量该测绘点的坐标，并采集并记录在该移动设备上的工控机中；

步骤五：标记起始点和结束点：测绘区域的一端的一个端点标记为起始点，另一端的一个端点标记为结束点，并在工控机中标记起始点和结束点，设置工控机经过起始点时，播报开始，经过结束点时，播报结束；

步骤六：设置工控机：设置工控机，使得移动设备经过各个测绘区域时，如果移动设备移动到测绘点的竖直上方时，工控机播报提示语音，移动设备在测绘区域行走，且没有覆盖到测绘点的竖直上方时，工控机不播报，当移动设备移动到结束点时，工控机播报测试完成；

步骤七：变化基站位置：移动高精度全球卫星定位系统基站到新的工作地点；

步骤八：测量一个测绘点的位置：选定一个测绘点，移动设备移动到该测绘点，该移动设备上的移动站与基站通讯连接，测得该测绘点的坐标；

步骤九：数据对比：将步骤八测得的坐标与该测绘点在工控机中记录的坐标对比，得到三维坐标或二维坐标中各个坐标轴的差异，得到相应的计算公式；

步骤十：换算其他测绘点的位置坐标：将工控机中记录的各个测绘点的坐标按照步骤九得到的计算公式重新换算，得到各个测绘点相对于新位置的基站的坐标。

所述步骤四中测量测绘点的坐标的具体过程为：将移动设备移动至测绘点旁边，将移动站的定位天线放置于测绘点，通过移动站与基站的数据传输，测量到此时测绘点的坐标位置，依次类推，测量所有的测绘点的坐标位置，并与测绘点的标记依依对应记录在工控制机中。

工控机记录下所有的测绘点的坐标后，根据每个测绘区域的形状，建立坐标标准范围，在测试过程中，移动设备在坐标标准范围内行驶，工控机测试为合格，移动设备行驶坐标有不在坐标标准范围内的，工控机测试为不合格。

所述步骤四中首先测得测绘点的经度坐标和维度坐标，然后通过数据转换，将经纬坐标和维度坐标转换为距离单位坐标。

所述步骤四中各个测绘点的经度坐标格式为：度度度分分.分分分分表示为：dddmm.mmmm，纬度坐标格式为：度度分分.分分分分，表示为ddmm.mmmm。

所述测绘点的坐标数据转换过程为：步骤a：首先将经度坐标和维度坐标转换成以度为单位的坐标，换算关系为1度=60分，换算结果：纬度格式为yy.yyyyyy度，经度格式为xxx.xxxxxx度；

步骤b：再将以度为单位的坐标转换为高斯坐标，转换原理为高斯-克吕格投影，转换结果：Y轴：yyyyyy.yyy米，X轴：xxxxxx.xxx米。

所述步骤九中计算选取的测绘点与步骤七中的基站以及步骤一中的基站的高斯坐标，得到高斯坐标的向量关系的差异，工控机内记录的原始的各个测绘点的位置通过该高斯坐标的向量关系的差异换算得到其相对于新位置的基站的坐标信息。

所述步骤九中得到计算公式的具体方法如下：原始经纬度坐标取整数后去掉后两位为整数度；原始经纬度坐标取小数点前2位与之后的数字组成的小数除以60得到小数度，将计算出的整数度和小数度相加得到以度为单位经纬度坐标；投影计算方法为：在椭球面上有对称于中央子午线的两点P1和P2它们的大地坐标分别为（L,B）及（l，B），式中l为椭球面上P点的经度与中央子午线（L0）的经度差：l=L-L0，P点在中央子午线之东，l为正，在西则为负，则投影后的平面坐标一定为P1（x,y）和P2（x,y）。

所述步骤六完成后，将载有移动站的移动设备经过各个测绘区域，测量各个点的坐标，与步骤四中的标记坐标对比，进行验证，各个定位天线点的坐标是否正确。

本发明的工作原理是：

本发明基站和定位天线固定后进行测绘和采集相关位置点的坐标，所有被采集位置的坐标均能正常使用，若基站移动，前面测绘的数据就有偏差，无法正常使用，目前普遍做法为针对基站新位置重新测绘采集所有位置坐标。

本发明基站移动后测绘数据变更的方法只需重新测绘采集一个点的坐标得到换算系数，将所有点坐标通过换算系数转换为针对基站新位置的精准坐标，免去大量重新测绘工作，节约时间，节省成本。

本发明的有益效果是：

本发明只需重新测绘采集一个点的坐标得到换算系数，将所有点坐标通过换算系数转换为针对基站新位置的精准坐标，免去大量重新测绘工作，节约时间，节省成本。

附图说明

图1是本发明的流程图，

图2 侧方停车项目测绘点；

图3倒车入库项目测绘点；

图4坡道起步项目测绘点；

图5曲线行驶项目测绘点；

图6直角转弯项目测绘点；

图7针对老位置基站车辆进入项目实时地图；

图8针对新位置基站车辆进入项目实时地图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

高精度全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法。其包括如下步骤：

步骤1：固定高精度全球卫星定位系统基站和定位天线。

步骤2：将连接移动站的定位天线放置某点（取名A点）采集并记录该点经纬度坐标：纬度默认格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm），经度默认格式为度度度分分.分分分分(dddmm.mmmm)

步骤3：同步骤2分别测绘B点、C点等多个点。

步骤4：将移动站安装在训练车后备箱与记录测绘数据的工控机连接，卫星天线放置在车顶，开动车辆，此时车辆中的移动站和基站通讯实时获取车辆位置，进入测绘区域（由A点、B点等多点组成），工控机中地图显示正常并能识别项目自动评判。

步骤5：将A点原先坐标换算成以度为单位的坐标，换算关系为1度=60分，换算结果：纬度格式yy.yyyyyy度，经度格式xxx.xxxxxx度。

步骤6：将换算后的A点坐标转换为高斯坐标，转换原理为高斯-克吕格投影。转换结果：Y轴：yyyyyy.yyy米，X轴：xxxxxx.xxx米。

步骤7：移动高精度全球卫星定位系统基站和定位天线。

步骤8：将连接移动站的定位天线放置到A点再次采集并记录该点经纬度坐标：纬度默认格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm），经度默认格式为度度度分分.分分分分(dddmm.mmmm)

步骤9：将A点新坐标换算成以度为单位的坐标，换算关系为1度=60分，换算结果：纬度格式yy.yyyyyy度，经度格式xxx.xxxxxx度。

步骤10：将换算后的A点新坐标转换为高斯坐标，转换原理为高斯-克吕格投影。转换结果：Y轴：yyyyyy.yyy米，X轴：xxxxxx.xxx米。

步骤11：通过A点针对基站新旧位置的高斯坐标得到差异的向量关系。

步骤12：将B点C点针对于基站老位置的坐标转换为高斯坐标带入步骤11中的差异向量关系，计算出B点C点等多个点针对于基站新位置的高斯坐标。

步骤13：将计算出的B点C点等多个点的高斯坐标转换为经纬度坐标，转换原理为高斯-克吕格投影逆向，换算结果：纬度格式yy.yyyyyy度，经度格式xxx.xxxxxx度。

步骤14：将B点C点等多个点的以度为单位的经纬度坐标换算为默认格式，换算关系为1度=60分，换算结果：纬度格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm），经度格式为度度度分分.分分分分(dddmm.mmmm)。

步骤15：将移动站安装在训练车后备箱与记录测绘数据（转换后）的工控机连接，卫星天线放置在车顶，开动车辆，此时车辆中的移动站和基站（新位置）通讯实时获取车辆位置，进入测绘区域（由A点、B点等多点组成），工控机中地图显示正常并能识别项目自动评判。

以下将结合泉州市汇贤洛江机动车驾驶人考试场高精度全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更和附图来详细地说明本发明的技术方案。

实施例1

步骤1：固定高精度全球卫星定位系统基站和定位天线于1号楼楼顶。

步骤2：将连接移动站的定位天线放置在1号侧方停车项目的道路边缘线和倒车线交点处（图2中点8位置取名A点）采集并记录该点经纬度坐标。

步骤3：同步骤2分别测绘并记录侧方停车、倒车入库、坡道起步、曲线行驶、直角转弯所有位置点。

步骤4：将移动站安装在训练车后备箱与记录测绘数据，卫星天线放置在车顶，开动车辆，此时车辆中的移动站和基站通讯实时获取车辆位置，进入测绘项目区域（例如：侧方停车、倒车入库、坡道起步、曲线行驶、直角转弯，参见图2 至图6），工控机中地图显示正常并能识别项目自动评判。

步骤5：将A点原先坐标换算成以度为单位的坐标。

步骤6：将换算后的A点坐标转换为高斯坐标，转换原理为高斯-克吕格投影。

步骤7：固定高精度全球卫星定位系统基站和定位天线于2号楼楼顶。

步骤8：将连接移动站的定位天线放置到A点再次采集并记录该点经纬度坐标。

步骤9：将A点新坐标换算成以度为单位的坐标，换算关系为1度=60分。

步骤10：将换算后的A点新坐标转换为高斯坐标，转换原理为高斯-克吕格投影。

步骤11：通过A点针对基站新旧位置的高斯坐标得到差异的向量关系。

步骤12：将所有位置点针对于基站老位置的坐标转换为高斯坐标带入步骤11中的差异向量关系，计算出所有位置点针对于基站新位置的高斯坐标；

步骤13：将所有计算出的位置点的高斯坐标转换为经纬度坐标，转换原理为高斯-克吕格投影逆向，换算结果：纬度格式yy.yyyyyy度，经度格式xxx.xxxxxx度。

步骤14：将所有计算出的位置点的以度为单位的经纬度坐标换算为默认格式，换算关系为1度=60分，换算结果：纬度格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm），经度格式为度度度分分.分分分分(dddmm.mmmm)；

步骤15：将移动站安装在训练车后备箱与记录测绘数据（转换后），卫星天线放置在车顶，开动车辆，此时车辆中的移动站和基站（新位置）通讯实时获取车辆位置，进入测绘项目区域（例如：侧方停车、倒车入库、坡道起步、曲线行驶、直角转弯，参见图2 至图6），工控机中地图显示正常并能识别项目自动评判。

图7是针对老位置基站车辆进入项目实时地图，图8是针对新位置基站车辆进入项目实时地图。根据车辆进入项目实时地图可见，测试结构是一致的，通过本发明方法能够得到准确的各个测绘点的定位坐标。得到各个测绘点的坐标时间大大缩短，且精度更高。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于包括以下操作步骤：

步骤一：固定基站和移动站：基站和移动站连接各自的定位天线，将移动站固定在待检测的移动设备上，并将基站与移动站建立无线通讯连接；

步骤二：连接工控机：每个移动设备上均配备一个工控机，每个工控机均与该移动设备上的移动站数据连接；

步骤三：标记测绘点：在地面或其他位置设置若干个测绘点，将若干个测绘点分成对应不同的测绘区域，每个测绘区域选取一个起始点和一个结束点；

步骤四：测量测绘点的坐标：将每个测绘区域的测绘点顺序标记为A点、B点、C点……N点，移动设备顺次移动到各个测绘点测量该测绘点的坐标，并采集并记录在该移动设备上的工控机中；

步骤五：标记起始点和结束点：测绘区域的一端的一个端点标记为起始点，另一端的一个端点标记为结束点，并在工控机中标记起始点和结束点，设置工控机经过起始点时，播报开始，经过结束点时，播报结束；

步骤六：设置工控机：设置工控机，使得移动设备经过各个测绘区域时，如果移动设备移动到测绘点的竖直上方时，工控机播报提示语音，移动设备在测绘区域行走，且没有覆盖到测绘点的竖直上方时，工控机不播报，当移动设备移动到结束点时，工控机播报测试完成；

步骤七：变化基站位置：移动高精度全球卫星定位系统基站到新的工作地点；

步骤八：测量一个测绘点的位置：选定一个测绘点，移动设备移动到该测绘点，该移动设备上的移动站与基站通讯连接，测得该测绘点的坐标；

步骤九：数据对比：将步骤八测得的坐标与该测绘点在工控机中记录的坐标对比，得到三维坐标或二维坐标中各个坐标轴的差异，得到相应的计算公式；

步骤十：换算其他测绘点的位置坐标：将工控机中记录的各个测绘点的坐标按照步骤九得到的计算公式重新换算，得到各个测绘点相对于新位置的基站的坐标。

2.根据权利要求1所述的全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于所述步骤四中测量测绘点的坐标的具体过程为：将移动设备移动至测绘点旁边，将移动站的定位天线放置于测绘点，通过移动站与基站的数据传输，测量到此时测绘点的坐标位置，依次类推，测量所有的测绘点的坐标位置，并与测绘点的标记依依对应记录在工控制机中。

3.根据权利要求2所述的全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于一台工控机记录下所有的测绘点的坐标后，根据每个测绘区域的形状，建立坐标标准范围，在测试过程中，移动设备在坐标标准范围内行驶，工控机测试为合格，移动设备行驶坐标有不在坐标标准范围内的，工控机测试为不合格。

4.根据权利要求1所述的全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于所述步骤四中首先测得测绘点的经度坐标和维度坐标，然后通过数据转换，将经纬坐标和维度坐标转换为距离单位坐标。

5.根据权利要求4所述的全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于所述步骤四中各个测绘点的经度坐标格式为：度度度分分.分分分分表示为：dddmm.mmmm，纬度坐标格式为：度度分分.分分分分，表示为ddmm.mmmm。

6.根据权利要求5所述的全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于所述测绘点的坐标数据转换过程为：步骤a：首先将经度坐标和维度坐标转换成以度为单位的坐标，换算关系为1度=60分，换算结果：纬度格式为yy.yyyyyy度，经度格式为xxx.xxxxxx度；

步骤b：再将以度为单位的坐标转换为高斯坐标，转换原理为高斯-克吕格投影，转换结果：Y轴：yyyyyy.yyy米，X轴：xxxxxx.xxx米。

7.根据权利要求6所述的全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于所述步骤九中计算选取的测绘点与步骤七中的基站以及步骤一中的基站的高斯坐标，得到高斯坐标的向量关系的差异，工控机内记录的原始的各个测绘点的位置通过该高斯坐标的向量关系的差异换算得到其相对于新位置的基站的坐标信息。

8.根据权利要求1所述的全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于所述步骤九中得到计算公式的具体方法如下：原始经纬度坐标取整数后去掉后两位为整数度；原始经纬度坐标取小数点前2位与之后的数字组成的小数除以60得到小数度，将计算出的整数度和小数度相加得到以度为单位经纬度坐标；投影计算方法为：在椭球面上有对称于中央子午线的两点P1和P2它们的大地坐标分别为（L,B）及（l，B），式中l为椭球面上P点的经度与中央子午线（L0）的经度差：l=L-L0， L0表示中央子午线，P点在中央子午线之东，l为正，在西则为负，则投影后的平面坐标一定为P1（x,y）和P2（x,y）。

9.根据权利要求1所述的全球卫星定位系统基站移动后测绘数据变更的方法，其特征在于所述步骤六完成后，将载有移动站的移动设备经过各个测绘区域，测量各个点的坐标，与步骤四中的标记坐标对比，进行验证，各个定位天线点的坐标是否正确。

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