CN110322559A - 球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法 - Google Patents

球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法，其实施过程如下：将球冠型曲面的中心点投影到地面上，将该投影点作为三维直角坐标系的原点，坐标系x轴指向正北，y轴指向正东，z轴竖直向上；根据公式计算球冠型曲面中心点和曲面定点连线的角度；根据已测得的地形点导入到地形生成软件中，生成三角形区域组成的地形曲面，可以获得地形曲面与球冠型曲面中心点和定点连线相交的三角形区域，记录该三角形区域的三个坐标点；通过可实时显示三维坐标的设备，在三角形区域内获取一个坐标点，该点坐标满足公式，该坐标点即为该球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面的交点，解决现有定位方法定位精度差的问题。

Description

球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法
技术领域
本发明涉及直线与地面交点的定位方法，尤其涉及球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法。
背景技术
射电望远镜尤其是大射电望远镜通常考虑建立在洼地内以降低工程土石方开挖量，如美国Arecibo和中国的FAST(五百米口径球面射电望远镜)。射电望远镜的反射面为一个球冠型曲面，其球冠型曲面中心点为已知条件，主动反射面需要通过反射面索网节点(曲面定点)和地面上的下拉索驱动装置(地面交点)实现变形，这就要求球冠型曲面中心点、反射面索网节点和下拉索驱动装置三点一线，需要精确定位下拉索驱动装置的位置。通常定位方法是将部分地面坐标点导入到地形生成软件中生成地形曲面，之后只需将球冠型曲面中心点和反射面索网节点的连线延长与地形曲面相交即可获得下拉索驱动装置的位置，这种方法单纯借助生成的地形曲面来获取地面交点，而地形曲面是根据部分已知点通过平滑过渡得到的，所以并不精确，对于射电望远镜这类高精密设施难以满足精度要求，所以需要寻求一种定位精度更高的方法获取驱动装置的位置。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的问题是：球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法，以解决现有定位方法定位精度差的问题。
本发明采用的技术方案为：球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法，其实施过程如下：
步骤一：将球冠型曲面5的中心点1投影到地面上，将该投影点作为三维直角坐标系的原点3，坐标系x轴指向正北，y轴指向正东，z轴竖直向上。
步骤二：根据下列公式计算球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线的角度。
公式中，α为球冠型曲面中心点1到曲面定点2的向量在xOy平面上的投影与x轴的夹角，θ为球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线与z轴的夹角，x1、y1、z1为曲面定点2的坐标，zo为球冠型曲面中心点1的z轴坐标。
步骤三：根据已测得的地形点导入到地形生成软件中，生成三角形区域组成的地形曲面6，可以获得地形曲面6与球冠型曲面中心点1和定点2连线相交的三角形区域4，记录该三角形区域的三个坐标点。
步骤四：通过可实时显示三维坐标的设备，在三角形区域4内获取一个坐标点，要求该点坐标(x，y，z)满足下列公式，此坐标点即为该球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线与地面的交点7。
其中，步骤一中的三维直角坐标系的原点3可以根据现场条件任意布置，根据重新布置的坐标原点建立三维直角坐标系，并建立相应的空间解析几何关系。
本发明的有益效果是：通过构建球冠型曲面中心点、曲面定点和地面交点的空间解析几何关系，在获取地面交点大致范围的基础上，通过现场实时测量计算获得精确的地面交点坐标。解决了传统方法定位精度差的问题。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的三维模型图；
图2为本发明的三维模型俯视角图；
图3为本发明的三维模型斜仰视角图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本具体实施方式球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法，其实施过程如下：
步骤一：如图1所示，将球冠型曲面5的中心点1(0，0，300)投影到地面上，将该投影点作为三维直角坐标系的原点3(0，0，0)，坐标系x轴指向正北，y轴指向正东，z轴竖直向上。
步骤二：根据下列公式计算根据下列公式计算球冠型曲面中心点1和曲面定点2(92.0885，51.3037，73.3116)连线的角度如图1和图2所示，θ＝24.9°，α＝29°。
步骤三：根据已测得的地形点导入到地形生成器中，生成三角形区域组成的地形曲面6如图1所示，可以获得地形曲面6与球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线相交的三角形区域4，记录该三角形区域的三个顶点的坐标，分别为(140，60，-5)、(80，100，15)、(120，30，5)。
步骤四：通过可实时显示三维坐标的设备，在三角形区域4内获取一个坐标点，该点坐标满足下列公式，该坐标点即为该球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线与地面的交点7(125.039，69.6607，-7.8)如图3所示。
本实施例中，使用的地形生成器是Midas GTS NX的地形生成器。
本实施例中，使用的可实时显示三维坐标的设备是GPS的RTK模式。
本发明通过构建球冠型曲面中心点、曲面定点和地面交点的空间解析几何关系，在获取地面交点大致范围的基础上，通过现场实时测量计算获得精确的地面交点坐标。解决了传统方法定位精度差的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一：将球冠型曲面5的中心点1投影到地面上，将该投影点作为三维直角坐标系的原点3，坐标系x轴指向正北，y轴指向正东，z轴竖直向上。
步骤二：根据下列公式计算球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线的角度。
公式中，α为球冠型曲面中心点1到曲面定点2的向量在xOy平面上的投影与x轴的夹角，θ为球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线与z轴的夹角，x1、y1、z1为曲面定点2的坐标，zo为球冠型曲面中心点1的z轴坐标。
步骤三：根据已测得的地形点导入到地形生成软件中，生成三角形区域组成的地形曲面6，可以获得地形曲面6与球冠型曲面中心点1和定点2连线相交的三角形区域4，记录该三角形区域的三个坐标点。
步骤四：通过可实时显示三维坐标的设备，在三角形区域4内获取一个坐标点，该点坐标(x、y、z)满足下列公式，该坐标点即为该球冠型曲面中心点1和曲面定点2连线与地面的交点7。
2.根据权利要求1所述的球冠型曲面中心点和曲面定点连线与地面交点的定位方法，其特征在于：步骤一中的三维直角坐标系的原点3可以根据现场条件任意布置，根据重新布置的坐标原点建立三维直角坐标系，并建立相应的空间解析几何关系。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112861385A (zh) * 2021-03-23 2021-05-28 吉林大学 一种复杂微特征球冠向柱面投影的建模方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7982951B1 (en) * 2010-11-08 2011-07-19 Robert Innes Digital tracking platform for telescopes
CN105095612A (zh) * 2015-09-30 2015-11-25 贵州正业工程技术投资有限公司 球冠构筑物球心和索网节点连线与地面交点坐标的解析方法
CN109308297A (zh) * 2018-11-20 2019-02-05 中国科学院国家天文台 一种基于标定数据库和插值计算的望远镜反射面控制算法
CN109871651A (zh) * 2019-03-14 2019-06-11 中国科学院国家天文台 一种fast主动反射面的数字双胞胎构建方法
CN109870119A (zh) * 2019-03-14 2019-06-11 中国科学院国家天文台 一种基于数字双胞胎技术的fast主动反射面面型精度实时监测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7982951B1 (en) * 2010-11-08 2011-07-19 Robert Innes Digital tracking platform for telescopes
CN105095612A (zh) * 2015-09-30 2015-11-25 贵州正业工程技术投资有限公司 球冠构筑物球心和索网节点连线与地面交点坐标的解析方法
CN109308297A (zh) * 2018-11-20 2019-02-05 中国科学院国家天文台 一种基于标定数据库和插值计算的望远镜反射面控制算法
CN109871651A (zh) * 2019-03-14 2019-06-11 中国科学院国家天文台 一种fast主动反射面的数字双胞胎构建方法
CN109870119A (zh) * 2019-03-14 2019-06-11 中国科学院国家天文台 一种基于数字双胞胎技术的fast主动反射面面型精度实时监测方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋本宁等: "《FAST 台址环境对GPS-ＲTK测量精度的影响及应对措施》", 《贵州大学学报（自然科学版）》 *
徐明等: "《FAST 大型岩溶洼地场地岩土治理关键技术研究》", 《土木工程学报》 *
沈志平等: "《FAST地锚基础工程中的若干问题探讨》", 《科学技术与工程》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112861385A (zh) * 2021-03-23 2021-05-28 吉林大学 一种复杂微特征球冠向柱面投影的建模方法
CN112861385B (zh) * 2021-03-23 2022-05-27 吉林大学 一种复杂微特征球冠向柱面投影的建模方法

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