專利名稱：：遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及三維坐標轉(zhuǎn)換方法，具體是通過遠程模式實現(xiàn)多用戶的三維坐標轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
：據(jù)統(tǒng)計，當今信息化社會中人類活動所涉及的信息總量中有近8oy。與空間位置信息相關(guān)聯(lián)。隨著社會的發(fā)展，各行各業(yè)對于空間位置信息的需求越來越廣泛。由于各種坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的存在，坐標轉(zhuǎn)換已成為空間位置信息確定中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，坐標轉(zhuǎn)換已經(jīng)涉及到各行各業(yè)的應(yīng)用，如車載導(dǎo)航、資源調(diào)查、遙感圖像分析、城市建設(shè)與管理等等。現(xiàn)有技術(shù)中，坐標轉(zhuǎn)換只能在本地進行，作業(yè)效率低下；并且用戶應(yīng)用時必須于本地安裝轉(zhuǎn)換程序和參數(shù)，其程序和參數(shù)用戶直接可見，不利于成果的保密，也導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全性和用戶廣泛性較差。另外，現(xiàn)有技術(shù)中一般只能進行平面轉(zhuǎn)換，如需確定正常高等高程值，還要再以高程擬合等方法近似地求解，難以滿足三維坐標實時精密轉(zhuǎn)換的需求。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，基于遠程模式實現(xiàn)異地的、多用戶的、平面和高程同時進行的三維坐標實時精密轉(zhuǎn)換，解決了傳統(tǒng)方式在精確性、參數(shù)安全性和便捷性等方面的諸多問題。為實現(xiàn)上述目的，遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法的步驟是a、確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)；所述平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為源坐標系與目的坐標系之間的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)，包含平移因子、尺度因子和旋轉(zhuǎn)角因子；b、確定高程轉(zhuǎn)換參數(shù)；所述高程轉(zhuǎn)換參數(shù)為大地高系統(tǒng)向正常高系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換參數(shù)，所述高程轉(zhuǎn)換參數(shù)由似大地水準面求??；c、用戶坐標數(shù)據(jù)采集；由用戶端采集用戶端原始坐標數(shù)據(jù)；d、數(shù)據(jù)預(yù)處理；對步驟c采集的ft據(jù)處理，提取點位的信息，確定點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，對以上信息加入數(shù)據(jù)引導(dǎo)字段形成點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果，所述點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果為數(shù)據(jù)段形式；e、遠程網(wǎng)絡(luò)連接與數(shù)據(jù)段編碼；用戶端通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與服務(wù)器端相連"l妄，并對點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果編碼；f、用戶數(shù)據(jù)段排列與傳送；通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對編碼后的點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果排列，將排列的數(shù)據(jù)段序列傳送給服務(wù)器端；g、數(shù)據(jù)段序列接收與解碼；服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)段序列后并對其解碼；h、平面轉(zhuǎn)換參數(shù)辨識與選擇；對解碼后的單個數(shù)據(jù)段，提取出點位信息和待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，服務(wù)器端進行點位的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)辨識與選擇；i、平面坐標轉(zhuǎn)換；辨識與選擇完畢點位的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)之后，服務(wù)器端將開始點位源坐標向目的坐標的平面轉(zhuǎn)換；j、高程轉(zhuǎn)換；利用步驟i中平面轉(zhuǎn)換的目的坐標，服務(wù)器端計算點位目的高程；k、回傳三維轉(zhuǎn)換坐標；服務(wù)器端將轉(zhuǎn)換后的三維坐標發(fā)送給用戶端。作為改進，在所述步驟a中，所述平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為源坐標系與目的坐標系之間的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)，包含平移因子、尺度因子和旋轉(zhuǎn)角因子，由四參數(shù)或七參數(shù)確定；其中由四參數(shù)確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>式中卩"/為某點在目的坐標系下的平面坐標；[xy]/為該點在源坐標系下的平面坐標；[AxA;f為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的平移參數(shù)；a為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的旋轉(zhuǎn)角參數(shù)；m為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的尺度參數(shù)；再利用2個以上公共點，由最小二乘法求出四個轉(zhuǎn)換參數(shù)(Ax,Ay,a,m);其中由七參數(shù)確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為f設(shè)(x,y,z)和(;r,;r，z')為基準點在兩個不同空間直角坐標系中的坐標，應(yīng)用布爾沙(Bursa)模型，可列出兩個不同空間直角坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即1一&=y0+*rzz0z'—fy—1—z'式中(；r。，z。)為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的平移參數(shù);ii^為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的尺度參數(shù)；(&，sa)為為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的旋轉(zhuǎn)角參數(shù)；再利用3個以上公共點，由最小二乘法求出七個轉(zhuǎn)換參數(shù)(義0,70//,&,^，。。作為改進，在所述步驟b中，大地高和正常高之間的相互關(guān)系如下式中/z為大地高；^為正常高；《為高程異常，由似大地水準面確定；所述似大地水準面利用全球或局部重力場^^莫型，結(jié)合重力測量數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)以及GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng))水準資料，按照物理大地測量的方法綜合確定出高分辨率、高精度的區(qū)域似大地水準面。作為改進，在所述步驟c中，所示用戶端彩:據(jù)采集為用戶端原始坐標數(shù)據(jù)的獲取，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全站儀、路標、電子地圖等進行測量而獲得用戶端原始坐標數(shù)據(jù)；或直接導(dǎo)入其它定位設(shè)備的坐標數(shù)據(jù)。作為改進，在所述步驟d中，用戶端從工程文件、GNSS接收機、手簿或PDA文件設(shè)備中提取點位的點名、屬性、坐標和高程，提取點位的源坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，同時確定點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)；在此基礎(chǔ)上，將提取和確定后的點位信息加入數(shù)據(jù)引導(dǎo)字段，形成點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果，所述點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果為數(shù)據(jù)段形式。作為改進，在所述步驟e中，用戶端通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與服務(wù)器端相連接，即與遠程服務(wù)器系統(tǒng)相連接，遠程服務(wù)器系統(tǒng)為所連接的每個用戶端分配一個IP地址；在此基礎(chǔ)上，服務(wù)器端完成與各個用戶端之間的信息偵聽、連接、編碼工作；所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為GPRS、CDMA、WIFI或Internet。作為政進，在所述步驟f中，單個用戶端通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與遠程服務(wù)器系統(tǒng)相連接后，發(fā)送自己的坐標數(shù)據(jù)段；多個用戶時，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對大量的用戶端的點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果完成數(shù)據(jù)段排列后，并統(tǒng)一向服務(wù)器端傳送數(shù)據(jù)段序列；所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為GPRS、CDMA、WIFI或Internet。作為改進，在所述步驟g中,數(shù)據(jù)段序列接收與解碼的流程是，用戶端向服務(wù)器端發(fā)送請求后，服務(wù)器端響應(yīng)請求，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)段序列，服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)段序列后對數(shù)據(jù)段序列解碼分析；數(shù)據(jù)段序列解碼為單個數(shù)據(jù)段。作為改進，在所述步驟h中，數(shù)據(jù)段序列解碼為單個數(shù)據(jù)段后，服務(wù)器端將繼續(xù)對該數(shù)據(jù)段進行分析，從中分別提取出IP地址、點位的點名、屬性、坐標和高程，點位的源坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，以及點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)；利用點位坐標與目的坐標系統(tǒng)及目的高程系統(tǒng)，服務(wù)器端將繼續(xù)進行該點的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)的辨識與選擇。作為改進，在所述步驟i中，辨識與選擇完畢該點的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)之后，服務(wù)器端將由此開始點位源坐標向目的坐標的平面轉(zhuǎn)換:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>式中淑p為該處的平面轉(zhuǎn)換模型:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>為目的坐標；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>為源坐標。作為改進，在所述步驟j中，利用點位平面坐標，服務(wù)器端由似大地水準面模型讀取格網(wǎng)點，并可由雙線性內(nèi)插算法計算點位的高程異常<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>式中^為二維系數(shù)；由此，進一步獲取點位的正常高式中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>^為正常高；/為大地高；《為高程異常，通過似大地水準面精確確定。作為改進，在所述步驟k中，服務(wù)器端將轉(zhuǎn)換后的三維坐標根據(jù)數(shù)據(jù)段的IP地址發(fā)送給用戶。作為進一步改進，所述似大地水準面計算的具體方法是為(1)通過重力值的歸算獲得地面或大地水準面上的空間重力異常；(2)利用離散點的"觀測"均衡重力異常值作為已知值或采樣值，按擬合方法確定每個格網(wǎng)結(jié)點上的均衡異常，形成平均重力異?；A(chǔ)格網(wǎng)數(shù)據(jù)；(3)將每個格網(wǎng)均衡異常按地面重力歸算的逆過程，即在格網(wǎng)均衡異常中分別減去布，各改正、局部地形改正和均-街改正，分別恢復(fù)為大地水準面上和地面空間重力異常；(4)將地面空間異常減去模型重力異常得到格網(wǎng)殘差空間異常，在殘差空間異常中加上局部地形改正得到殘差法耶異常；(5)應(yīng)用斯托克斯(Stokes)公式由格網(wǎng)平均殘差空間異常，利用FFT技術(shù)計算每個格網(wǎng)中點的殘差重力大地水準面高；將Molodensky級數(shù)的零階項與一階項合并，取G,近似等于局部地形改正，與殘差空間異常相加形成殘差法耶異常，應(yīng)用斯托克斯(Stokes)公式由格網(wǎng)平均殘差法耶異常并考慮地形的間接影響計算殘差高程異常；(6)利用位模型系數(shù)由FFT技術(shù)分別計算位模型的大地水準面高和高程異常，并將其分別加上殘差重力大地水準面高和殘差高程異常，得到重力大地水準面和重力似大地水準面；(7)將離散的GNSS水準與對應(yīng)的重力似大地水準面不符值序列通過利用數(shù)學(xué)或物理方法消除或減弱，所述數(shù)學(xué)方法為最小二乘法；(8)形成似大地水準面格網(wǎng)模型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計了用戶端算法和服務(wù)器端算法，以及遠程坐標傳輸與轉(zhuǎn)換方法，可以基于GPRS、CDMA、WIFI、Internet等多種遠程系統(tǒng)接收和響應(yīng)用戶信息，進行編碼、排隊、解碼、分析、處理，以及轉(zhuǎn)換參數(shù)辨識與選擇，進而由轉(zhuǎn)換參數(shù)實現(xiàn)源坐標和源高程向目的坐標和目的高程之間的實時轉(zhuǎn)換計算，并將轉(zhuǎn)換后三維坐標發(fā)給用戶，滿足用戶空間三維位置的確定需要。本方法可廣泛應(yīng)用空間位置確定、移動位置服務(wù)、C0RS測量、RTK測量、交通導(dǎo)航、測繪、公共安全、水利、農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域，具有極高的科研、國防和商業(yè)價值。圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)實現(xiàn)框圖；圖2為本發(fā)明的算法流程框圖；圖3為本發(fā)明的用戶數(shù)據(jù)段排列及傳輸示意框圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖1和2所示，其中圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)實現(xiàn)框圖，實現(xiàn)所述遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法的系統(tǒng)包括用戶端、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和服務(wù)器端，同時在服務(wù)器端需要先確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)和建立似大地水準面模型；圖2為本發(fā)明的算法流程框圖，結(jié)合本圖所示，本發(fā)明的詳細步驟如下1、求取系列的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)，即要確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)坐標系之間的差異主要取決于坐標系的定位與定向，橢球參數(shù)以及坐標系的尺度定義。因此，實現(xiàn)平面坐標轉(zhuǎn)換的首要前提是必須建立起平面坐標系統(tǒng)之間符合精度和管理要求的嚴密轉(zhuǎn)換關(guān)系。兩坐標系統(tǒng)之間的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)包含平移、旋轉(zhuǎn)和尺度等因子，可通過四參數(shù)或七參數(shù)確定。對于較小的區(qū)域，兩坐標系統(tǒng)之間的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)是固定的。對于較大的范圍，其轉(zhuǎn)換參數(shù)則是隨不同的區(qū)域而變化的，可按區(qū)域確定多個平面轉(zhuǎn)換參數(shù)。其中由四參數(shù)確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>式中/為某點在目的坐標系下的平面坐標；[xy]/為該點在源坐標系下的平面坐標；[Ax為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的平移參數(shù)；"為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的旋轉(zhuǎn)角參數(shù)；m為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的尺度參數(shù)；再利用2個以上公共點，由最小二乘法求出四個轉(zhuǎn)換參數(shù)對于采用大地坐標形式的空間坐標系，還可以采用如下方法實現(xiàn)向平面坐標系的轉(zhuǎn)換，即由七參數(shù)確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>式中(x。,i;，z。)為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的平移參數(shù)；3//為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的尺度參數(shù)；(&,&)為為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的旋轉(zhuǎn)角參數(shù)；再利用3個以上公共點，由最小二乘法求出七個轉(zhuǎn)換參數(shù)(I0，r0,Z0,^,&，s，fz)。2、似大地水準面模型建立及確定高程轉(zhuǎn)換參數(shù)大地高和正常高~之間的相互關(guān)系如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>式中/為大地高；^為正常高；《為高程異常，可通過似大地水準面精確確定。對于大地高系統(tǒng)向正常高系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換參數(shù)是非線性的不規(guī)則曲面，可利用全球或局部重力場模型，結(jié)合重力測量數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、衛(wèi)星測高凄t據(jù)以及GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem,全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng))水準資料等，按照物理大地測量的方法綜合確定出高分辨率、高精度的區(qū)域似大地水準面，嚴密求取高程參數(shù)。似大地水準面計算的技術(shù)方法為(1)地面重力觀測值的歸算利用通過重力值的歸算獲得地面(或大地水準面)上的空間重力異常，(2)推估內(nèi)插形成格網(wǎng)地形均衡異常為形成平均重力異?；A(chǔ)格網(wǎng)數(shù)據(jù)，用離散點的"觀測，，均衡重力異常值作為已知(采樣)值，按擬合方法確定每個格網(wǎng)結(jié)點上的均衡異常。(3)利用DTM恢復(fù)格網(wǎng)平均空間重力異常將每個格網(wǎng)均衡異常按地面重力歸算的逆過程，即在格網(wǎng)均衡異常中分別減去布^f各改正、局部地形改正和均衡改正，分別恢復(fù)為大地水準面上和地面空間重力異常。(4)移去位模型重力異常生成殘差空間異常和殘差法耶異常將地面空間異常減去才莫型重力異常得到格網(wǎng)殘差空間異常，在殘差空間異常中加上局部地形改正得到殘差法耶異常。(5)計算格網(wǎng)殘差重力大地水準面高與殘差高程異常應(yīng)用Stokes公式由格網(wǎng)平均殘差空間異常，利用FFT技術(shù)計算每個格網(wǎng)中點的殘差重力大地水準面高；將Molodensky級數(shù)的零階項與一階項合并，取G,近似等于局部地形改正，與殘差空間異常相加形成殘差法耶異常，應(yīng)用Stokes公式由格網(wǎng)平均殘差法耶異常并考慮地形的間接影響計算殘差高程異常。(6)由位模型值恢復(fù)重力大地水準面高和高程異常利用位模型系數(shù)由FFT技術(shù)分別計算位模型的大地水準面高和高程異常，并將其分別加上殘差重力大地水準面高和殘差高程異常，得到重力大地水準面和重力似大地水準面。(7)重力似大地水準面與GNSS水準似大地水準面的符合將離散的GNSS水準與對應(yīng)的重力似大地水準面不符值序列通過利用某種數(shù)學(xué)或物理方法消除或減弱，如最小二乘法等。(8)形成似大地水準面格網(wǎng)模型。3、用戶坐標數(shù)據(jù)采集用戶端采用GNSS接收機、手簿、PDA、手機、全站儀、經(jīng)綿儀等定位設(shè)備，其才喿作系統(tǒng)可采用WinCE、Linux或其它嵌入式系統(tǒng)等。用戶端數(shù)據(jù)采集是指用戶端原始坐標數(shù)據(jù)的獲取，這些坐標可通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全站儀、路標、電子地圖等進行測量而獲得，亦可以直接導(dǎo)入其它定位母備的坐標數(shù)據(jù)。4、數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理是坐標轉(zhuǎn)換前的一個基本性預(yù)備工作。用戶端從工程文件、GNSS接收機、手簿、PDA等文件設(shè)備中提取點位的點名、屬性、坐標和高程，提取點位的源坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，同時還需要確定點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，以上述坐標和信息加入數(shù)據(jù)引導(dǎo)字段，形成點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果，其數(shù)據(jù)段格式如下點名點屬性源坐標系統(tǒng)源高程系統(tǒng)源坐標源高程目的坐標系統(tǒng)目的高程系統(tǒng)5、遠程網(wǎng)絡(luò)連接與數(shù)據(jù)段編碼用戶端可同時通過GPRS、CDMA、WIFI、Internet等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與遠程服務(wù)器系統(tǒng)相連接，所連接的每個用戶端可得到一個由遠程服務(wù)器系統(tǒng)分配的IP地址。在此基礎(chǔ)上，端服務(wù)器端將完成與各個用戶端之間的信息偵聽、連接、編碼等一系列工作。對于每個用戶的連接，其數(shù)據(jù)段編碼格式如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>對.一系列用戶的批量連接與轉(zhuǎn)換，其數(shù)據(jù)段編碼格式如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>6、用戶數(shù)據(jù)段排列與傳送如圖3所示，為本發(fā)明的用戶數(shù)據(jù)段排列及傳輸示意框圖。每個用戶端通過GPRS、CDMA、WIFI、Internet等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與遠程服務(wù)器系統(tǒng)相連接，后都可以發(fā)送自己的坐標數(shù)據(jù)段。多個用戶時，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對大量的用戶端完成數(shù)據(jù)段排列，并統(tǒng)一向服務(wù)器端傳送數(shù)據(jù)段序列。7、數(shù)據(jù)段序列接收與解碼數(shù)據(jù)段序列接收與解碼的流程為"發(fā)送請求一響應(yīng)請求—發(fā)送數(shù)據(jù)段序列-接收數(shù)據(jù)段序列-數(shù)據(jù)段序列解碼分析"。數(shù)據(jù)段序列解碼為單個數(shù)據(jù)段后，服務(wù)器端將繼續(xù)對該數(shù)據(jù)段進行分析，從中分別提取出IP、點位的點名、屬性、坐標和高程，點位的源坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，以及點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)。8、平面轉(zhuǎn)換參數(shù)辨識與選擇利用數(shù)據(jù)段的坐標與和序列解碼為單個數(shù)據(jù)段后，服務(wù)器端將繼續(xù)對該數(shù)據(jù)段進行分析，從中分別提取出IP、點位的點名、屬性、坐標和高程，點位的源坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，以及點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)。利用點位坐標與目的坐標系統(tǒng)及目的高程系統(tǒng)，服務(wù)器端將繼續(xù)進行該點的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)的辨識與選擇。對于較小的區(qū)域，兩坐標系統(tǒng)之間的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)是固定的；而對于較大的范圍，其轉(zhuǎn)換參數(shù)則是隨不同的區(qū)域而變化的?？砂磪^(qū)域確定多個平面轉(zhuǎn)換參數(shù)，并在實際使用中根據(jù)位置選擇不同參數(shù):式中r//為區(qū)域平面轉(zhuǎn)換參數(shù)搜尋函數(shù)；0,力為點<立4立置；浙p為該處的平面轉(zhuǎn)換模型。9、平面坐標轉(zhuǎn)換辨識與選擇完畢該點的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)之后，服務(wù)器端將可以由此開始點位源坐標向目的坐標的平面轉(zhuǎn)換式中祝為該處的平面轉(zhuǎn)換模型；為目的坐才示；為源坐標。10、高程轉(zhuǎn)換利用點位平面坐標，服務(wù)器端由似大地水準面模型讀取格網(wǎng)點，并可由雙線性內(nèi)插算法計算點位的高程異常式中為二維系數(shù)；由此，進一步即可以獲取點位的正常高式中/^為正常高；;為大地高；《為高程異常，可通過似大地水準面精確確定。11、回傳三維轉(zhuǎn)換坐標服務(wù)器端將轉(zhuǎn)換后的三維坐標根據(jù)數(shù)據(jù)段IP地址發(fā)送給用戶，用戶端接收數(shù)據(jù)后可向用戶及用戶設(shè)備展示或使用轉(zhuǎn)換后的坐標。本發(fā)明系統(tǒng)的提供了一種遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，能夠?qū)崿F(xiàn)三維坐標實時精密轉(zhuǎn)換。本發(fā)明應(yīng)用廣泛，安全性高，效率高，并且是位置信息確定的關(guān)鍵技術(shù)。權(quán)利要求1、遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法的步驟是a、確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)；所述平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為源坐標系與目的坐標系之間的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)，包含平移因子、尺度因子和旋轉(zhuǎn)角因子；b、確定高程轉(zhuǎn)換參數(shù)；所述高程轉(zhuǎn)換參數(shù)為大地高系統(tǒng)向正常高系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換參數(shù)，所述高程轉(zhuǎn)換參數(shù)由似大地水準面求取；c、用戶坐標數(shù)據(jù)采集；由用戶端采集用戶端原始坐標數(shù)據(jù)；d、數(shù)據(jù)預(yù)處理；對步驟c采集的數(shù)據(jù)處理，提取點位的信息，確定點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，對以上信息加入數(shù)據(jù)引導(dǎo)字段形成點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果，所述點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果為數(shù)據(jù)段形式；e、遠程網(wǎng)絡(luò)連接與數(shù)據(jù)段編碼；用戶端通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與服務(wù)器端相連接，并對點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果編碼；f、用戶數(shù)據(jù)段排列與傳送；通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對編碼后的點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果排列，將排列的數(shù)據(jù)段序列傳送給服務(wù)器端；g、數(shù)據(jù)段序列接收與解碼；服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)段序列后并對其解碼；h、平面轉(zhuǎn)換參數(shù)辨識與選擇；對解碼后的單個數(shù)據(jù)段，提取出點位信息和待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，服務(wù)器端進行點位的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)辨識與選擇；i、平面坐標轉(zhuǎn)換；辨識與選擇完畢點位的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)之后，服務(wù)器端將開始點位源坐標向目的坐標的平面轉(zhuǎn)換；j、高程轉(zhuǎn)換；利用步驟i中平面轉(zhuǎn)換的目的坐標，服務(wù)器端計算點位目的高程；k、回傳三維轉(zhuǎn)換坐標；服務(wù)器端將轉(zhuǎn)換后的三維坐標發(fā)送給用戶端。2、根據(jù)權(quán)力要求1所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟a中，所述平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為源坐標系與目的坐標系之間的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)，包含平移因子、尺度因子和旋轉(zhuǎn)角因子，由四參數(shù)或七參數(shù)確定；其中由四參數(shù)確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中，tH/為某點在目的坐標系下的平面坐標；[jc"/為該點在源坐標系下的平面坐標；[AxA;;f為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的平移參^t;"為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的旋轉(zhuǎn)角參數(shù)；m為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的尺度參數(shù)；再利用2個以上公共點，由最小二乘法求出四個轉(zhuǎn)換參數(shù)其中由七參數(shù)確定平面轉(zhuǎn)換參數(shù)為設(shè)(z,r,z)和(;r，r,z')為基準點在兩個不同空間直角坐標系中的坐標，應(yīng)用布爾沙模型，可列出兩個不同空間直角坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中，(X。，l^,z。)為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的平移參數(shù)；5//為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的尺度參數(shù)；(&，^,0為為源坐標系轉(zhuǎn)換到目的坐標系的旋轉(zhuǎn)角參數(shù)；再利用3個以上公共點，由最小二乘法求出七個轉(zhuǎn)換參數(shù)3、根據(jù)權(quán)力要求2所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟b中，大地高和正常高之間的相互關(guān)系如下式中，A為大地高；;^為正常高；《為高程異常，由似大地水準面確定；所述似大地水準面利用全球或局部重力場模型，結(jié)合重力測量數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)以及GNSS水準資料，按照物理大地測量的方法綜合確定出高分辨率、高精度的區(qū)域似大地水準面。4、根據(jù)權(quán)力要求3所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟c中，所示用戶端數(shù)據(jù)采集為用戶端原始坐標數(shù)據(jù)的獲取，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全站儀、路標或電子地圖進行測量而獲得用戶端原始坐標數(shù)據(jù)；或直接導(dǎo)入其它定位設(shè)備的坐標數(shù)據(jù)。5、根據(jù)權(quán)力要求4所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟d中，用戶端從工程文件、GNSS接收機、手簿或PDA文件設(shè)備中提取點位的點名、屬性、坐標和高程，提取點位的源坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，同時確定點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)；在此基礎(chǔ)上，將提取和確定后的點位信息加入數(shù)據(jù)引導(dǎo)字段，形成點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果，所述點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果為數(shù)據(jù)段'形式。6、根據(jù)權(quán)力要求5所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟e中，用戶端通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與服務(wù)器端相連接，即與遠程服務(wù)器系統(tǒng)相連接，遠程服務(wù)器系統(tǒng)為所連接的每個用戶端分配一個IP地址；在此基礎(chǔ)上，服務(wù)器端完成與各個用戶端之間的信息偵聽、連接、編碼工作；所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為GPRS、CDMA、WIFI或Internet。7、根據(jù)權(quán)力要求6所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟f中，單個用戶端通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與遠程服務(wù)器系統(tǒng)相連接后，發(fā)送自己的坐標數(shù)據(jù)段；多個用戶時，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對大量的用戶端的點位轉(zhuǎn)換預(yù)處理成果完成數(shù)據(jù)段排列后，并統(tǒng)一向服務(wù)器端傳送數(shù)據(jù)段序列；所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為GPRS、CDMA、WIFI或Internet。8、根據(jù)權(quán)力要求7所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟g中，數(shù)據(jù)段序列接收與解碼的流程是，用戶端向服務(wù)器端發(fā)送請求后，服務(wù)器端響應(yīng)請求，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)段序列，服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)段序列后對數(shù)據(jù)段序列解碼分析；數(shù)據(jù)段序列解碼為單個數(shù)據(jù)段。9、根據(jù)權(quán)力要求8所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟h中，數(shù)據(jù)段序列解碼為單個數(shù)據(jù)段后，服務(wù)器端將繼續(xù)對該數(shù)據(jù)段進行分析，從中分別提取出IP地址、點位的點名、屬性、坐標和高程，點位的源坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)，以及點位待轉(zhuǎn)換的目的坐標系統(tǒng)與高程系統(tǒng)；利用點位坐標與目的坐標系統(tǒng)及目的高程系統(tǒng)，服務(wù)器端將繼續(xù)進行該點的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)的辨識與選擇。10.根據(jù)權(quán)力要求9所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟i中，辨識與選擇完畢該點的平面轉(zhuǎn)換參數(shù)之后，服務(wù)器端將由此開始點位源坐標向目的坐標的平面轉(zhuǎn)換<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中甜。為該處的平面轉(zhuǎn)換模型；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>為目的坐標；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>為源坐標'11、根據(jù)權(quán)力要求10所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟j中，利用點位平面坐標，服務(wù)器端由似大地水準面模型讀取格網(wǎng)點，并由雙線性內(nèi)插算法計算點位的高程異常<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中^為二維系數(shù)；由此，進一步獲取點位的正常高<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中^為正常高；A為大地高；-為高程異常，通過似大地水準面精確確定。12、根據(jù)權(quán)力要求11所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于在所述步驟k中，服務(wù)器端將轉(zhuǎn)換后的三維坐標根據(jù)數(shù)據(jù)段的IP地址發(fā)送給用戶。13、根據(jù)權(quán)力要求3所述的遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述似大地水準面計算的具體方法是為(1)通過重力值的歸算獲得地面或大地水準面上的空間重力異常；(2)利用離散點的"觀測"均衡重力異常值作為已知值或采樣值，按擬合方法確定每個格網(wǎng)結(jié)點上的均衡異常，形成平均重力異?；A(chǔ)格網(wǎng)數(shù)據(jù)；(3)將每個格網(wǎng)均衡異常按地面重力歸算的逆過程，即在格網(wǎng)均衡異常中分別減去布格改正、局部地形改正和均衡改正，分別恢復(fù)為大地水準面上和地面空間重力異常；(4)將地面空間異常減去模型重力異常得到格網(wǎng)殘差空間異常，在殘差空間異常中加上局部地形改正得到殘差法耶異常；(5)應(yīng)用斯托克斯公式由格網(wǎng)平均殘差空間異常，利用FFT技術(shù)計算每個格網(wǎng)中點的殘差重力大地水準面高；將Molodensky級數(shù)的零階項與一階項合并，取q近似等于局部地形改正，與殘差空間異常相加形成殘差法耶異常，應(yīng)用斯托克斯公式由格網(wǎng)平均殘差法耶異常并考慮地形的間接影響計算殘差高程異常；(6)利用位模型系數(shù)由FFT技術(shù)分別計算位模型的大地水準面高和高程異常，并將其分別加上殘差重力大地水準面高和殘差高程異常，得到重力大地水準面和重力似大地水準面；(7)將離散的GNSS水準與對應(yīng)的重力似大地水準面不符值序列通過利用數(shù)學(xué)或物理方法消除或減弱，所述數(shù)學(xué)方法為最小二乘法；(8)形成似大地水準面格網(wǎng)模型。全文摘要一種遠程模式的三維坐標轉(zhuǎn)換方法，基于GPRS、CDMA、WIFI、Internet等多種遠程系統(tǒng)接收和響應(yīng)用戶信息，進行編碼、排隊、解碼、分析、處理，以及轉(zhuǎn)換參數(shù)辨識與選擇，進而由轉(zhuǎn)換參數(shù)實現(xiàn)源坐標和源高程向目的坐標和目的高程之間的實時轉(zhuǎn)換計算，并將轉(zhuǎn)換后三維坐標發(fā)給用戶；實現(xiàn)異地的、多用戶的、平面和高程同時進行的三維坐標實時精密轉(zhuǎn)換，解決了傳統(tǒng)方式在精確性、參數(shù)安全性和便捷性等方面的諸多問題。文檔編號G01B21/00GK101339018SQ200810030129公開日2009年1月7日申請日期2008年8月13日優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日發(fā)明者榮張,鋒方,光楊,鴻林申請人:廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院