CN110332926A - 基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法 - Google Patents

基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及自然资源和不动产测绘技术领域，具体涉及基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，包括以下步骤，坐标点获取步骤：获取已知坐标点；空间关系获取步骤：获取已知坐标点和待计算目标点的空间关系；计算目标点坐标步骤：根据已知坐标点和待计算目标点的空间关系，计算待计算目标点的坐标，以此方式解决由于环境原因，导致的对待测目标坐标点测量时出现的测量不便的问题，本发明主要用于调查现场并形成平面图形成果。

Description

基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法
技术领域
本发明涉及自然资源和不动产测绘技术领域，具体涉及基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法。
背景技术
自然资源和不动产，是指依自然性质或法律规定不可移动的财产，如森林、河流、湖泊、草地、土地、房屋、探矿权、采矿权等土地定着物，与土地尚未脱离的土地生成物、因自然或者人力添附于土地并且不能分离的其他物。
自然资源和不动产作为自然物的特性有：不可移动性，又称位置固定性，即地理位置固定；个别性，也称独特性、独一无二，包括位置差异、利用程度差异、权利差异；耐久性，又称寿命长久，如土地不因使用或放置而损耗、毁灭，而且增值；数量有限性，又称供给有限，土地总量固定有限，经济供给有弹性。
为了顺利良好的开展自然资源和不动产确权登记工作，外业工作人员(指外出测量的工作人员)在外业进行数据测量时，需要对待测区域的边界数据进行测量，然后将测量结果根据对应标记记录于记录簿上，外业数据测量完毕后，根据记录簿上的测量数据对测量区域的不动产图纸进行绘制，从而得到自然资源和不动产平面图。
现目前，在对待测区域的边界数据进行测量时，基本都是通过外业工作人员，首先确定待测区域边界的若干坐标点，然后将坐标点发送给内业人员(指绘制不动产图纸的工作人员)，由内业人员根据外业人员发送回来的坐标点，绘制不动产平面图。
然而外业人员在进行实际测量时，会遇到某些待测目标坐标点由于测量地形及存在障碍物的原因，导致测量设备无法准确测量到待测目标坐标点，进而导致外业人员测量待测目标坐标点时出现测量不便、测量不准的问题，且当一项成果中的部分测量数据发生变化要进行修正或补充测量时，还会遇到需携带大型测绘仪器，从而导致工作不便和效率不高问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，解决由于环境原因，导致的对待测目标坐标点测量时出现的测量不便的问题。
为解决上述技术问题，本发明的基础方案如下：
基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，包括以下步骤：
坐标点获取步骤：获取已知坐标点；
空间关系获取步骤：获取已知坐标点和待计算目标点的空间关系；
计算目标点坐标步骤：根据已知坐标点和待计算目标点的空间关系，计算待计算目标点的坐标。
通常在不动产的测绘时，往往会遇到某些待计算目标点由于测量地形的原因，导致测量设备无法准确测量到待计算目标点，因此本方案中通过获取已知坐标点(即通过测量可以准确获得的坐标点)和待计算目标点的空间关系就可计算出待计算目标点的坐标，以此方式不仅可以准确的获取到待计算目标点的坐标，解决由于环境原因，导致的对待测目标坐标点测量时出现的测量不便的问题，且能够通过计算得出精确坐标点，并且在一项成果中的部分测量数据发生变化，需进行修正或补充测量时，不需携带大型测绘仪器，只需通过原始数据以及对应的空间关系进行计算即可，更加方便快捷。
进一步，所述空间关系获取步骤中，通过测绘仪器获取已知坐标点和待计算目标点的空间关系。
以此方式，实现对已知坐标点和待计算目标点的空间关系的确定。
进一步，所述测绘仪器包括RTK、全站仪、GPS、激光测距仪、角度仪、钢尺和皮尺中的一种或多种。
名词说明：RTK(Real-time kinematic，实时动态)载波相位差分技术；GPS(GlobalPositioning System)全球定位系统。
通过上述的测绘仪器即可精确、有效的完成对于已知坐标点和待计算目标点的空间关系的确定。
进一步，坐标系预存步骤和坐标系选择步骤；
坐标系预存步骤：预存若干坐标系；
坐标系选择步骤：选择预存的若干坐标系中的一种坐标系；
所述计算目标点坐标步骤为，根据选择的坐标系和获取到的已知坐标点和待计算目标点的空间关系，计算待计算目标点的坐标。
结合已知坐标点和待计算目标点之间在对应的坐标系中的空间关系，即可计算出待计算目标点的坐标。
进一步，所述空间关系获取步骤中还包括以下步骤：
S1：确定两个已知坐标点的位置；
S2：确定待计算目标点的位置；
S3：分别测量两个已知坐标点到待计算目标点的距离；
S4：计算两个已知坐标点的距离；
所述计算目标点坐标步骤中，根据两个已知坐标点和测量出的两个已知坐标点分别到待计算目标点的距离，计算待计算目标点的坐标。
通过S1步骤至S4步骤就可确定已知坐标点和待计算坐标点之间的空间关系。该空间关系即为两个已知坐标点和两个已知坐标点分别到待计算目标点的距离，通过该空间关系就可计算出待计算目标点的坐标。
进一步，所述S1中的两个已知坐标点分别用A1(x1、y1)和A2(x2、y2)代表；所述S2中的待计算目标点坐标用B(x、y)代表；所述S4中两个已知坐标点的距离用D0代表；
D0根据以下公式进行计算：
其中R代表地球的平均半径；x1代表已知坐标点A1的横坐标；x2代表已知坐标点A2的横坐标；y1代表已知坐标点A1的纵坐标；y2代表已知坐标点A2的纵坐标。
通过上述计算公式，即可计算出两个已知坐标点间的距离。
进一步，所述S3中，测量出的两个已知坐标点到待计算目标点的距离分别用D1和D2代表；
所述计算目标点坐标步骤中，通过以下公式计算待计算目标点的坐标；
(x-x1)2+(y-y1)2＝D1 2；
(x-x2)2+(y-y2)2＝D2 2。
通过上述计算公式，即可计算出两个已知坐标点分别到待计算目标点的距离。
进一步，还包括验证步骤：
S5：选择计算出的符合现场位置方向的待计算目标点的坐标B(x、y)，作为待验证坐标点；
S6：将待验证坐标点B(x、y)与已知坐标点A1(x1、y1)作为已知数据，采用所述计算目标点坐标步骤中的计算公式，计算出第一验证点，第一验证点用A2n代表；
S7：将待验证坐标点B(x、y)与已知坐标点A2(x2、y2)作为已知数据，采用所述计算目标点坐标步骤中的计算公式，计算出第二验证点，第二验证点用A1n代表；
S8：通过步骤S4的计算公式计算出A1点与第二验证点的第一距离，第一距离用D1n代表；
S9：通过步骤S4的计算公式计算出A2点与第一验证点的第二距离，第二距离用D2n代表；
S10：预设标准误差值；
S11：判断D1n的值是否小于标准误差值，若D1n的值小于标准误差值，则验证通过；判断D2n的值是否小于标准误差值，若D2n的值小于标准误差值，则验证通过，在D1n和D2n均验证通过时，则待计算目标点的坐标B(x、y)验证通过。
由于计算出的结果为两个以A1A2为中心轴的镜像坐标点，因此需要选择计算出的符合现场位置方向的待计算目标点的坐标，在验证时，由于待计算目标点已经通过计算得出，并且已知坐标点是事先已知的，因此通过将待计算目标点和其中之一的已知坐标点作为已知数据，通过计算目标点坐标步骤中的计算公式，分别反向求出另外的一个已知坐标点即A2n和A1n，此时再通过步骤S4的计算公式，计算A1点与A1n之间的距离D1n，以及A2点与A2n之间的距离D2n，通过将D1n和D2n与标准误差值进行比较，判断D1n和D2n是否小于标准误差值，若小于则D1n和D2n验证通过，当D1n和D2n均验证通过时，则待计算目标点的坐标B(x、y)验证通过。以此就可实现对于计算出的待计算目标点进行验证的目的，以保证待计算目标点的准确性。
附图说明
图1为本发明基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法实施例的流程图；
图2为本发明基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法实施例的各点位示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例基本如附图1和附图2所示：基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
坐标系预存步骤：预存多个坐标系，坐标系包括大地2000坐标系、西安80坐标系、北京54坐标系、WGS-84坐标系和各地区对应的地区独立坐标系，地区独立坐标系如：重庆独立坐标系、河南独立坐标系等。
坐标点获取步骤：获取已知坐标点，已知坐标点是经过测绘仪器采集后得到的点，本实施例中测绘仪器采用RTK、全站仪和GPS。
坐标系选择步骤：选择预存的多个坐标系中的一种坐标系，本实施例中选取重庆独立坐标系。
空间关系获取步骤包括：
S1：确定两个已知坐标点的位置，两个已知坐标点分别用A1(x1、y1)和A2(x2、y2)代表。
S2：确定待计算目标点的位置，待计算目标点坐标用B(x、y)代表。
S3：通过测绘仪器分别测量两个已知坐标点到待计算目标点的距离，测量出的两个已知坐标点到待计算目标点的距离分别用D1和D2代表。
S4：计算两个已知坐标点的距离，两个已知坐标点的距离用D0代表。
D0根据以下公式进行计算：
其中R代表地球的平均半径；x1代表已知坐标点A1的横坐标；x2代表已知坐标点A2的横坐标；y1代表已知坐标点A1的纵坐标；y2代表已知坐标点A2的纵坐标。
计算目标点坐标步骤：根据选择的重庆独立坐标系和获取到的已知坐标点和待计算目标点的空间关系，计算待计算目标点的坐标，计算公式如下：
(x-x1)2+(y-y1)2＝D1 2；
(x-x2)2+(y-y2)2＝D2 2。
验证步骤包括：
S5：选择计算出的符合现场位置方向的待计算目标点的坐标B(x、y)，作为待验证坐标点。
S6：将待验证坐标点B(x、y)与已知坐标点A1(x1、y1)作为已知数据，采用所述计算目标点坐标步骤中的计算公式，计算出第一验证点，第一验证点用A2n代表。
S7：将待验证坐标点B(x、y)与已知坐标点A2(x2、y2)作为已知数据，采用所述计算目标点坐标步骤中的计算公式，计算出第二验证点，第二验证点用A1n代表。
S8：通过步骤S4的计算公式计算出A1点与第二验证点A1n的第一距离，第一距离用D1n代表。
S9：通过步骤S4的计算公式计算出A2点与第一验证点A2n的第二距离，第二距离用D2n代表。
S10：预设标准误差值。针对不同的调查项目，各项目对于误差都有统一的规定，如项目A规定的最大误差为15厘米，因此设置标准误差值为15厘米，该标准误差值根据实际测量的地产面积、类型等因素进行设置。
S11：判断D1n的值是否小于标准误差值，若D1n的值小于标准误差值，则验证通过；判断D2n的值是否小于标准误差值，若D2n的值小于标准误差值，则验证通过，在D1n和D2n均验证通过时，则待计算目标点的坐标B(x、y)验证通过。
具体使用场景如下：
如图2所示，通过已采集得到的两个已知坐标点的坐标A1(x1、y1)和A2(x2、y2)，再确定需要计算的待计算目标点B(x、y)的位置，通过测量A1(x1、y1)至B(x、y)的距离，该距离用D1表示，以及测量A2(x2、y2)至B(x、y)的距离，该距离用D2表示，通过S4步骤中的计算公式就可计算出A1(x1、y1)和A2(x2、y2)之间的距离，该距离用D0表示。
由于D1和D2已经测量出，且x1、x2、y1、y2为已知坐标，因此通过S5步骤中的计算公式，就可计算出待计算目标点B(x、y)的位置。
并且为了保证计算出的B(x、y)点坐标的准确性，因此还可通过验证步骤对B(x、y)点坐标进行验证，验证时通过将B(x、y)点和A1(x1、y1)作为已知坐标，反向求出A2n的坐标，判断A2n与原已知坐标A2(x2、y2)之间的距离误差是否小于标准误差值，若小于则证明，在误差允许范围内，验证通过。并且再次通过将B(x、y)点和A2(x2、y2)作为已知坐标，反向求出A1n的坐标，判断A1n与原已知坐标A1(x1、y1)之间的距离误差是否小于标准误差值，若小于则证明，在误差允许范围内。若判断出的A2n和A1n均验证通过，则证明B(x、y)点坐标为合格的。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
坐标点获取步骤：获取已知坐标点；
空间关系获取步骤：获取已知坐标点和待计算目标点的空间关系；
计算目标点坐标步骤：根据已知坐标点和待计算目标点的空间关系，计算待计算目标点的坐标。
2.根据权利要求1所述的基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于：
所述空间关系获取步骤中，通过测绘仪器获取已知坐标点和待计算目标点的空间关系。
3.根据权利要求2所述的基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于：所述测绘仪器包括RTK、全站仪、GPS、激光测距仪、角度仪、钢尺和皮尺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于，还包括：坐标系预存步骤和坐标系选择步骤；
坐标系预存步骤：预存若干坐标系；
坐标系选择步骤：选择预存的若干坐标系中的一种坐标系；
所述计算目标点坐标步骤为，根据选择的坐标系和获取到的已知坐标点和待计算目标点的空间关系，计算待计算目标点的坐标。
5.根据权利要求1所述的基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于，所述空间关系获取步骤中还包括以下步骤：
S1：确定两个已知坐标点的位置；
S2：确定待计算目标点的位置；
S3：分别测量两个已知坐标点到待计算目标点的距离；
S4：计算两个已知坐标点的距离；
所述计算目标点坐标步骤中，根据两个已知坐标点和测量出的两个已知坐标点分别到待计算目标点的距离，计算待计算目标点的坐标。
6.根据权利要求5所述的基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于，所述S1中的两个已知坐标点分别用A1(x1、y1)和A2(x2、y2)代表；所述S2中的待计算目标点坐标用B(x、y)代表；所述S4中两个已知坐标点的距离用D0代表；
D0根据以下公式进行计算：
其中R代表地球的平均半径；x1代表已知坐标点A1的横坐标；x2代表已知坐标点A2的横坐标；y1代表已知坐标点A1的纵坐标；y2代表已知坐标点A2的纵坐标。
7.根据权利要求6所述的基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于：所述S3中，测量出的两个已知坐标点到待计算目标点的距离分别用D1和D2代表；
所述计算目标点坐标步骤中，通过以下公式计算待计算目标点的坐标；
(x-x1)2+(y-y1)2＝D1 2；
(x-x2)2+(y-y2)2＝D2 2。
8.根据权利要求7所述的基于已知坐标点实现自动计算其他精准坐标点的方法，其特征在于，还包括验证步骤：
S5：选择计算出的符合现场位置方向的待计算目标点的坐标B(x、y)，作为待验证坐标点；
S6：将待验证坐标点B(x、y)与已知坐标点A1(x1、y1)作为已知数据，采用所述计算目标点坐标步骤中的计算公式，计算出第一验证点，第一验证点用A2n代表；
S7：将待验证坐标点B(x、y)与已知坐标点A2(x2、y2)作为已知数据，采用所述计算目标点坐标步骤中的计算公式，计算出第二验证点，第二验证点用A1n代表；
S8：通过步骤S4的计算公式计算出A1点与第二验证点的第一距离，第一距离用D1n代表；
S9：通过步骤S4的计算公式计算出A2点与第一验证点的第二距离，第二距离用D2n代表；
S10：预设标准误差值；
S11：判断D1n的值是否小于标准误差值，若D1n的值小于标准误差值，则验证通过；判断D2n的值是否小于标准误差值，若D2n的值小于标准误差值，则验证通过，在D1n和D2n均验证通过时，则待计算目标点的坐标B(x、y)验证通过。
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