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顾及已知点误差的空间坐标转换研究及实现

顾及已知点误差的空间坐标转换研究及实现

作者：张其华河南理工大学

学位级别：硕士

空间坐标转换是测绘领域中最常见的问题,转换参数的精度直接影响其转换成果的准确性。因此,提高转换坐标的精度至关重要。目前空间坐标转换都是在已知点坐标没有误差的前提下进行的,这与实际情况是不符合。所谓的已知点只不过是一些高... 详细信息

空间坐标转换是测绘领域中最常见的问题,转换参数的精度直接影响其转换成果的准确性。因此,提高转换坐标的精度至关重要。目前空间坐标转换都是在已知点坐标没有误差的前提下进行的,这与实际情况是不符合。所谓的已知点只不过是一些高精度的坐标点,并不是没有误差。为了得到高精度的坐标转换成果就必须考虑已知点的误差。本文就是在考虑所有已知点的误差情况下进行空间坐标转换研究。本文把空间坐标转换方法分为三种情况进行比较,即Bursa模型的最小二乘法、考虑已知点误差的最小二乘方法和考虑已知点误差的Helmert方差分量估计方法。考虑已知点误差的最小二乘方法虽然考虑了已知点的误差,但是在已知点定权时按传统方法进行。考虑已知点的Helmert方差分量估计方法不仅考虑了已知点的误差,而且对已知点的定权采用Helmert方差分量估计方法。然后通过编程实现这三种方法的计算。由三种解算方法的结果可知考虑已知点误差的Helmert方差分量估计方法的精度最高,其次是考虑已知点误差的最小二乘方法,精度最低的是Bursa模型的最小二乘法。本文的研究成果对于实际的测绘工程建设具有一定的指导作用。论文主要工作如下:1、对考虑已知点误差空间坐标转换模型的理论研究和Helmert方差分量估计解算过程的推导。本文通过对传统空间坐标转换模型进行详细的解析,并在这基础之上,将已知点在源坐标系中的观测值增设为坐标参数,对原坐标模型进行线性化,根据坐标参数增加观测方程,最后经过整合得到考虑已知点误差的空间坐标转换模型。并在此模型基础上推导了Helmert方差分量估计法及解算步骤。2、不同算法之间的对比分析。本文通过仿真数据和实测数据。分别以基于Bursa模型的最小二乘法(方法一)、基于考虑已知点误差模型的最小二乘法(方法二)、基于考虑已知点误差模型的Helmert方差分量估计(方法三)三种解算方法进行解算。由仿真数据解算结果可知,方法一计算所得七参数值与七参数真实值差距最大,方法三计算所得七参数值与七参数真实值差距最小。由实测数据结果可知,方法三的七参数值计算中误差最低,其解算精度相对于方法一提高了40.39%,相对于方法二提高了10.99%。由检测点可得各方法的坐标转换精度,其中方法三的解算中误差最低,解算精度最高,相对于方法一提高了8.86%,相对于方法二提高了1.2%。3、空间坐标转换程序的编写和功能研究。空间坐标转换一般分为七参数解算和待转换点坐标转换计算两步。每一步都涉及庞大的计算量,为达到有效计算,本文针对研究内容编写了坐标转换系统,实现了数据导入导出、界面清除、多种方法的七参数解算和待转换点坐标转换计算等功能,并进行了简单的研究和说明。图24幅,表29个,参考文献74篇

关键词：空间坐标转换空间坐标转换模型最小二乘方法 Helmert方差分量估计七参数转换模型

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空间坐标转换技术的分析与研究(二)

航空计测技术 1999年第5期19卷 8-8,16页

作者：周维虎兰一兵丁叔丹费业泰北京长城计量测试技术研究所北京市100095

AnalysisandStudyofSpatialCoordinateTransformationTechnique（2）ZhouWelhu;LanYibing;DingShudan;FelYetai（上接1999年第19卷第4期第12页）7微分转动前已叙述，坐标系间的转换一般需多次旋转，旋转次序是任意的。但应记住，绕坐标不同的旋转次序，虽然旋转角都是三个，但各自旋转角之间的差别却可能较大。也就是说，旋转矩阵运算时不能交换位置。只有当ax，ay，a二均很小时，坐标旋转才与旋转次序无关，与左、右乘也无关。此时称转角a特别小时的转动为微分转动。微分转动不仅可以简化坐标转换，而且理论上可以解决绕空间

关键词：空间坐标转换机器人微分转动齐次矩阵

基于Matlab的七参数空间坐标转换研究与实现

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地理空间信息 2014年第6期12卷 62-64,3页

作者：刘平段志强谢超湖北省测绘成果档案馆湖北武汉430074

分析了七参数空间坐标转换模型和Matlab语言在矩阵运算方面的优势。在此基础上开发实现了七参数空间坐标转换程序。简要介绍了利用Matlab语言开发此程序的一点体会。

关键词： Matlab 七参数空间坐标转换

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顾及已知点误差的空间坐标转换

北京测绘 2024年第12期 1685-1691页

作者：胡圣武任治钢河南理工大学测绘与国土信息工程学院

为了提高空间坐标转换的精度，必须提供准确的坐标转换模型。为了得到精确的空间坐标转换模型，必须考虑已知点的误差。本研究考虑已知点精度下的空间坐标转换模型，采用对比与仿真分析的方法，基于考虑已知点精度和未考虑已知点精度的... 详细信息

为了提高空间坐标转换的精度，必须提供准确的坐标转换模型。为了得到精确的空间坐标转换模型，必须考虑已知点的误差。本研究考虑已知点精度下的空间坐标转换模型，采用对比与仿真分析的方法，基于考虑已知点精度和未考虑已知点精度的仿真数据，分别对其进行空间坐标转换，经过分析，得到结果为考虑已知点精度的空间坐标转换模型的精度高。本文研究成果为测绘生产部门提供了一种较为科学的空间坐标转换模型。

关键词：空间坐标转换空间坐标转换模型最小二乘方法精度七参数转换模型

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以曲面逼近为基础的空间坐标转换方法

军民两用技术与产品 2016年第22期 211-页

作者：梁美美姚琪郭丹刘珊珊赵裕伟北方自动控制技术研究所太原030006

本文现已WGS-84至西安及WGS-84至北京的坐标转换为例,结合实际需要提出了以曲面逼近思想为基础的七参数坐标转换方法,对此方法的误差特点及适定范围进行了模拟、计算与深入分析,最终认定此方法无需大地高数据,使用简便.

关键词：曲面逼近空间坐标转换高程逼近

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坐标法测设空间曲线的研究

测绘 2009年第4期32卷 180-183页

作者：朱小萍高星水利部山西水利水电勘测设计研究院山西太原030024 中国水利水电第三工程局陕西西安710016

结合山西西龙池抽水蓄能电站引水系统空间弯管中心轴线测设实例,对空间曲线的测设放样进行相关探讨,可采用CAD三维建模、空间坐标系统转换以及空间解析法获取空间曲线的精确三维坐标,对比实测坐标对空间曲线进行精确定位。

关键词：坐标法 CAD三维建模空间坐标转换空间解析法

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引入倾斜等效观测值的盾构姿态解算方法

中国矿业大学学报 2014年第3期43卷 502-507页

作者：潘国荣唐杭周跃寅同济大学测绘与地理信息学院上海200092

提出了一种新的盾构姿态解算方法,该方法能够对盾构姿态测量中全站仪获取的控制点三维坐标,以及倾斜传感器获取的水平倾角数据进行联合解算.采用适用于大角度空间坐标转换的十三参数模型,在原有坐标观测值误差方程基础上,引入水平倾角... 详细信息

提出了一种新的盾构姿态解算方法,该方法能够对盾构姿态测量中全站仪获取的控制点三维坐标,以及倾斜传感器获取的水平倾角数据进行联合解算.采用适用于大角度空间坐标转换的十三参数模型,在原有坐标观测值误差方程基础上,引入水平倾角对应的等效观测值,建立联合误差方程,在合理定权的基础上建立平差模型,该方法适用于棱镜-倾斜仪联合盾构自动导向系统.在宁波地铁2号线工程中,由Trimble5600全站仪在始发井对盾构机上焊接的3个棱镜进行标定测量,获取一组标定坐标.在盾构掘进过程中进行自动化跟踪观测,获取至少2个棱镜点实测坐标,结合双轴电子倾斜仪实时返回的角度数据解算包含滚动角、俯仰角、偏转角在内的坐标转换参数,在此基础上计算盾构首尾中心点坐标.以上实例验证了该方法的可靠性和实用性.

关键词：盾构姿态倾斜传感器空间坐标转换十三参数等效观测值联合平差自动导向

基于角度补偿的手机多传感器数据融合测距算法

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传感技术学报 2017年第2期30卷 253-259页

作者：陈帅王国英莫路锋浙江农林大学信息工程学院浙江临安311300

在惯性测量领域,单纯利用加速度二次积分的方法并不能准确感知目标对象移动的距离。加速度传感器在感知呈线性运动的目标对象时较为准确和实用,但在三维空间运动时它的坐标轴会随物体发生方向的改变而不断漂移。为解决该问题,提出了一... 详细信息

在惯性测量领域,单纯利用加速度二次积分的方法并不能准确感知目标对象移动的距离。加速度传感器在感知呈线性运动的目标对象时较为准确和实用,但在三维空间运动时它的坐标轴会随物体发生方向的改变而不断漂移。为解决该问题,提出了一种基于角度补偿的手机多传感器数据融合测距算法(ADC-R),使用加速度传感器测量物体运动的加速度,作为计算位移的原始数据;采用手机陀螺仪传感器测量运动物体的角速度,并以旋转矢量传感器输出的数据作为参数把手机动态坐标系下测得的加速度值空间坐标转换到静态的参考坐标系下,然后进行数据融合完成角度补偿计算;最后根据物理学加速度和位移的关系运用数学积分方法和进一步修正误差的技术得到最终移动的距离。实验结果表明此方法在近距离测距方面精度较高,优于加速度积分算法和加速度与陀螺仪融合算法。

关键词：手机传感器数据融合空间坐标转换距离测量.

基于智能手机运动传感器的步态特征身份识别方法

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计算机应用 2019年第6期39卷 1747-1752页

作者：孔菁郭渊博刘春辉王一丰信息工程大学

利用行为特征进行身份验证是生物识别的前沿技术。为优化基于步态特征的身份识别研究中对数据的处理并改进识别的方式,提出利用智能手机运动传感器数据提取步态特征用于身份识别的方法。首先,应用空间转换算法解决传感器坐标系漂移问题... 详细信息

利用行为特征进行身份验证是生物识别的前沿技术。为优化基于步态特征的身份识别研究中对数据的处理并改进识别的方式,提出利用智能手机运动传感器数据提取步态特征用于身份识别的方法。首先,应用空间转换算法解决传感器坐标系漂移问题,使数据可以完整准确地刻画行为特征;然后,利用支持向量机(SVM)算法对用户切换所导致的步态特征变化进行分类识别。实验结果表明,经过欧拉角法处理后,所提方法识别准确率达到95.5%,在有效识别用户变换的同时降低了空间开销和实现难度。

关键词：空间坐标转换步态特征加速度传感器欧拉角法支持向量机