CN115031682A - 一种高精度非接触观测鸟类距离的方法 - Google Patents

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朱剑桥
董斌
梁益银
张鹏
许海锋
任春秋
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    • G—PHYSICS
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    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
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Abstract

涉及精确测距技术领域，并提供一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，包括以下步骤：步骤一，选取目标鸟类P，并在目标鸟类的警戒范围外任意设置至少两个观测点A，B，且任意两个观测点A，B与目标鸟类P之间的连线均能构成三角形；步骤二，获取所述观测点A，B处的坐标，并计算两个所述观测点A，B之间的第一距离SAB；步骤三，获取观测点A与目标鸟类P以及观测点A与观测点B构成第一夹角a，再获取观测点B与目标鸟类P以及观测点B与观测点A构成第二夹角b。本方案在鸟类警戒范围之外进行测量，不会惊动鸟类，不会影响对鸟类的监测观察；通过数学公式进行简单的计算即可获得精确数值，观测出的精确度高。

Description

一种高精度非接触观测鸟类距离的方法
技术领域
本发明涉及测距技术领域，具体涉及一种高精度非接触观测鸟类距离的方法。
背景技术
由于鸟类的警惕性很高无法近距离观测鸟类位置，而在鸟类观测和同步调查中，观察鸟类的距离需要较高的精度，不可靠近导致无法获取高精度鸟类距离。因此，如何提高非接触观测鸟类位置，是鸟类观测与调查的关键问题。传统的方式是距离估算法和望远镜观测法观察鸟类距离，其中，距离估算法能快速简单的获取鸟类的距离，但是该方法的精度较大程度上依赖于个人经验；而望远镜观测法需将望远镜的十字丝对准目标，用1000乘以目标高度或宽度(估算值)，再除以目标在划分板上的密度数即可算出目标距离。这两种方法虽便捷快速，但精度有限，难以满足高精度要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，具有测量精度高的优点，解决了现有测量方式的测量精度有限，难以满足高精度要求的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，包括以下步骤：
步骤一，选取目标鸟类P，并在目标鸟类的警戒范围外任意设置至少两个观测点A，B，且任意两个观测点A，B与目标鸟类P之间的连线均能构成三角形；
步骤二，获取所述观测点A，B处的坐标，并计算两个所述观测点A，B之间的第一距离SAB；
步骤三，获取观测点A与目标鸟类P以及观测点A与观测点B构成第一夹角a，再获取观测点B与目标鸟类P以及观测点B与观测点A构成第二夹角b；
步骤四，根据三角函数关系计算得出观测点A与目标鸟类P的第二距离SAP或观测点B与目标鸟类P的第三距离SBP。
其中，还包括观测点C；
其中，所述观测点C与观测点A，B位于同一水平面，且观测点C为目标鸟类P在观测点A，B，C所在平面上的投影。
其中，从所述观测点A观察目标鸟类P的仰角为第三夹角c1；
从所述观测点B观察目标鸟类P的仰角为第四夹角c2；
所述观测点A与所述观测点C，B构成第五夹角c3；
所述观测点B与所述观测点C，A构成第六夹角c4；
其中，所述第三夹角c1、第四夹角c2、第五夹角c3和第六夹角c4均可直接测得。
其中，根据三角函数关系可计算，还可计算出所述目标鸟类P到观测点C的第四距离SPC。
其中，所述观测点A，B的坐标可通过GPS或者全站仪获取。
其中，在步骤三中，所述第一夹角a和所述第二夹角b为0-180°中的任意一个度数；
且所述第一夹角a和所述第二夹角b的角度之和小于180°。
其中，所述第一夹角a和所述第二夹角b为30°、45°、60°和90°中的任意一个度数；
且当所述第一夹角a或所述第二夹角b为90°时，另外的所述第一夹角a或所述第二夹角b为30°、45°和60°中的任意一个度数。
其中，所述第一夹角a和第二夹角b均为60°。
其中，所述观测点A，B位于目标鸟类P的警戒范围1.2-1.5倍距离处。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益的技术效果：
1、本方案在鸟类警戒范围之外进行测量，不会惊动鸟类，不会影响对鸟类的监测观察；
2、本发明通过数学公式进行简单的计算即可获得精确数值，观测出的精确度高。
附图说明
此处的附图被并入说明书中构成本说明书的一部分，并示出了符合本发明的实施例，与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为一种高精度非接触观测鸟类距离的方法的观测点位置关系图之一；
图2为一种高精度非接触观测鸟类距离的方法的流程图；
图3为一种高精度非接触观测鸟类距离的方法的观测点位置关系图之二。
图4为一种高精度非接触观测鸟类距离的方法的观测点位置关系图之三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、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。
请参阅图1-2：
为解决现有测量方式的测量精度有限，难以满足高精度要求的技术问题，本申请对测量方法进行了改进，具体测量方法通过以下实施例说明。
实施例一：
请参考图1-2，其中，其中图一为观测点只有两个时的测量位置关系图；图二为测量方法流程图。
在该实施例中，测量方式主要应用于水平地面。
一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，包括以下步骤：
步骤S101，选取目标鸟类P，并在目标鸟类的警戒范围外任意设置两个观测点A和观测点B，且两个观测点A和观测点B与目标鸟类P之间的连线构成三角形；
步骤S102，通过GPS取获取所述观测点A处的坐标(XA，YA)，观测点B处的坐标(XB，YB)，并根据计算公式
Figure BDA0003721565300000041
计算得出两个所述观测点A和观测点B之间的第一距离SAB；
步骤S103，获取观测点A与目标鸟类P以及观测点A与观测点B构成第一夹角a，再获取观测点B与目标鸟类P以及观测点B与观测点A构成第二夹角b；
其中，第一夹角a和第二夹角b均为60°；
步骤S104，此时第一距离SAB与观测点A与目标鸟类P的第二距离SAP或观测点B与目标鸟类P的第三距离SBP相等。
第一夹角a和第二夹角b在为60°时，可知两个观测点A和观测点B与目标鸟类P之间的连线构成三角形为正三角形，即三条边长相等，此时即可直接得出第二距离SAP和第三距离SBP。
此时，测量最为快捷。
观测点A，B选取的位置位于目标鸟类P的警戒范围1.4倍距离处，即假设目标鸟类P的警戒范围为以自身为圆心，10m为半径的圆形区域，则观测点A，B位于目标鸟类P为14米处。
实施例二：
请参考图3，与实施例一不同的是，第一夹角a和第二夹角b均不为60°或其中一个夹角不为60°。
此时，在步骤四中，根据计算公式
Figure BDA0003721565300000051
计算出观测点A与目标鸟类P的第二距离SAP，同理也可计算出观测点B与目标鸟类P的第三距离SBP。
同样的，在该实施例中，测量方式主要应用于水平地面。
实施例三：
请参考图4，与实施例一不同的是，测量方式主要应用于高落差区域。
在该区域中，需要构建虚拟的观测点C，并使观测点C与观测点A，B位于同一水平面，其中，观测点C为目标鸟类P在观测点A，B，C所在平面上的投影。
其中，从所述观测点A观察目标鸟类P的仰角为第三夹角c1；从所述观测点B观察目标鸟类P的仰角为第四夹角c2；所述观测点A与所述观测点C，B构成第五夹角c3；所述观测点B与所述观测点C，A构成第六夹角c4均可由全站仪获取获取。
再通过GPS取获取所述观测点A处的坐标(XA，YA)，观测点B处的坐标(XB，YB)，并根据计算公式
Figure BDA0003721565300000052
计算得出两个所述观测点A和观测点B之间的第一距离SAB，再依次计算出SAC、SBC，即可推导出第二距离SAP、第三距离SBP和第四距离SPC。
最后，测量者能够精确的获得目标鸟类P与观测点A或B的直线距离，以及目标鸟类P相对于观测点A或B的高度。
当然，在该实施例中，观测点A和B未必位于同一水平高度，可以同样以设置虚拟平面，再进行投影的方式计算得出第二距离SAP、第三距离SBP和第四距离SPC。
同样的，第一夹角a和第二夹角b优选60°。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域技术人员而言，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，本发明的范围包括所附权利要求及其等同物。

Claims (9)

1.一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，选取目标鸟类(P)，并在目标鸟类(P)的警戒范围外任意设置至少两个观测点(A，B)，且任意两个观测点(A，B)与目标鸟类(P)之间的连线均能构成三角形；
步骤二，获取所述观测点(A，B)处的坐标，并计算两个所述观测点(A，B)之间的第一距离(SAB)；
步骤三，获取观测点(A)与目标鸟类(P)以及观测点(A)与观测点(B)构成第一夹角(a)，再获取观测点(B)与目标鸟类(P)以及观测点(B)与观测点(A)构成第二夹角(b)；
步骤四，根据三角函数关系计算得出观测点(A)与目标鸟类(P)的第二距离(SAP)或观测点(B)与目标鸟类(P)的第三距离(SBP)。
2.根据权利要求1所述的一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于：
还包括观测点(C)；
其中，所述观测点(C)与观测点(A，B)位于同一水平面，且观测点(C)为目标鸟类(P)在观测点(A，B，C)所在平面上的投影。
3.根据权利要求2所述的一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于：
从所述观测点(A)观察目标鸟类(P)的仰角为第三夹角(c1)；
从所述观测点(B)观察目标鸟类(P)的仰角为第四夹角(c2)；
所述观测点(A)与所述观测点(C，B)构成第五夹角(c3)；
所述观测点(B)与所述观测点(C，A)构成第六夹角(c4)；
其中，所述第三夹角(c1)、第四夹角(c2)、第五夹角(c3)和第六夹角(c4)均可直接测得。
4.根据权利要求3所述的一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于：
根据三角函数关系可计算，还可计算出所述目标鸟类(P)到观测点(C)的第四距离(SPC)。
5.根据权利要求4所述的一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于：
所述观测点(A，B)的坐标可通过GPS或者全站仪获取。
6.根据权利要求1所述的一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于：
在步骤三中，所述第一夹角(a)和所述第二夹角(b)为0-180°中的任意一个度数；
且所述第一夹角(a)和所述第二夹角(b)的角度之和小于180°。
7.根据权利要求6所述的一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于：
所述第一夹角(a)和所述第二夹角(b)为30°、45°、60°和90°中的任意一个度数；
且当所述第一夹角(a)或所述第二夹角(b)为90°时，另外的所述第一夹角(a)或所述第二夹角(b)为30°、45°和60°中的任意一个度数。
8.根据权利要求7所述的一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于：
所述第一夹角(a)和第二夹角(b)均为60°。
9.根据权利要求1所述的一种高精度非接触观测鸟类距离的方法，其特征在于：
所述观测点(A，B)位于目标鸟类(P)的警戒范围1.2-1.5倍距离处。
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