[發(fā)明專利]一種面向全空間信息系統(tǒng)的坐標系轉(zhuǎn)換方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711083936.5
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107885546A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 武玉國;杜瑩;蒲歡歡;馬亞明;孫汀;韋原原
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州師范學院
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;G06F17/30
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

1.一種面向全空間信息系統(tǒng)的坐標系轉(zhuǎn)換方法，其特征在于包括如下步驟：

第一步，輸入測點坐標，所述測點坐標為地球坐標點或星球坐標點，所述測點坐標的獲取包括GPS測量或北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)測量或矢量獲取等，所述測量精度可根據(jù)工程實際要求進行調(diào)整，所述測點坐標通過存儲單元進行存儲，所述存儲單元應滿足數(shù)據(jù)自動調(diào)取，以實現(xiàn)計算機自動存儲與讀取，存儲格式可以根據(jù)需要進行設定或修改；

第二步，定義全空間信息系統(tǒng)空間參考的描述方法，所述描述方法包括定義對象空間與世界空間、對象自身的空間參考描述、父子對象空間參考關系描述，其中，定義對象空間與世界空間是指在全空間信息系統(tǒng)中，每個對象自身的空間稱為對象空間，用對象坐標系統(tǒng)描述，所述對象坐標系統(tǒng)即為局部坐標系統(tǒng)，容納所有觀測對象的空間稱為世界空間，用世界坐標系統(tǒng)描述，世界空間與世界坐標系統(tǒng)是與被觀測對象的總集相關的，由觀測者決定；對一個對象的空間參考進行描述包括兩部分，一是對象自身的空間參考系統(tǒng)，用于描述自身空間內(nèi)的所有元素；二是對象與與其父對象的空間關系；所述對象自身的空間參考描述是指對全空間信息系統(tǒng)在WKT的基礎上進行擴展，所述擴展采用計算機自動實現(xiàn)，以兼容傳統(tǒng)的GIS，并支持更宏觀和微觀的空間系統(tǒng)描述，所述擴展包括第一個擴展和第二個擴展，所述第一個擴展是在最前面增加星球的定義，所述第二個擴展是增加天球坐標系統(tǒng)、軌道坐標系統(tǒng)、物體坐標系統(tǒng)等傳統(tǒng)GIS沒有涉及的坐標系統(tǒng)，所述父子對象空間參考關系描述是指全空間信息系統(tǒng)對父子對象空間參考關系的文本描述時支持Rotate、Scale、Transform、GeoCoord(地理定位)、Matrix等語義描述，并在內(nèi)存運算時將其轉(zhuǎn)換為4*4矩陣；

第三步：設計全空間信息系統(tǒng)坐標系轉(zhuǎn)換路徑與框架，所述轉(zhuǎn)換路徑與框架至少包括同一星球的天球坐標系間的轉(zhuǎn)換、同一星球的星球坐標系間的轉(zhuǎn)換、同一星球的天球坐標系與星球坐標系間的轉(zhuǎn)換、不同星球的天球坐標系到地心天球坐標系之間的轉(zhuǎn)換；

第四步：在所述描述方法和轉(zhuǎn)換路徑與框架下，對獲取的測點坐標實現(xiàn)全空間信息系統(tǒng)中的坐標系轉(zhuǎn)換，該步驟包括建立九自由度空間參考樹、計算相對空間狀態(tài)、插件設計與實現(xiàn)，實現(xiàn)全空間信息系統(tǒng)中的坐標系轉(zhuǎn)換，其中九自由度空間參考樹為動態(tài)樹狀結(jié)構(gòu)，對象是樹的一個節(jié)點，空間參考系統(tǒng)是對象節(jié)點的基本屬性，對象與子對象的時空變換關系是由空間變換節(jié)點來描述的，空間變換節(jié)點包含一個把該節(jié)點的坐標系變換到父節(jié)點坐標系的變換矩陣，該變換矩陣可以描述該節(jié)點相對于父節(jié)點的九自由度空間狀態(tài)；所述相對狀態(tài)的計算是指在九自由度空間參考樹中，相對空間狀態(tài)的查詢計算需要根據(jù)九自由度空間參考樹中的父子節(jié)點關系進行迭代計算和坐標變換，所述插件設計與實現(xiàn)是指把空間參考系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換設計為插件形式，采用插件設計實現(xiàn)空間參考系統(tǒng)的擴展。

2.如權(quán)利要求1所述的一種面向全空間信息系統(tǒng)的坐標系轉(zhuǎn)換方法，其特征在于：第二步中在所述定義對象空間與世界空間中，當觀測對象A與對象B，如果跳躍式觀測A和B，觀測A時可以把A的坐標系統(tǒng)作為世界坐標系統(tǒng)，觀測B時可以把B的坐標系統(tǒng)作為世界坐標系統(tǒng)；如果連續(xù)觀測A和B，則需要一個世界坐標系統(tǒng)能夠涵蓋A坐標系和B坐標系。