本发明专利技术公开了一种基于地理信息的地面目标距离单站测量方法及其测量方法，包括如下步骤：（1）测量测站点的大地坐标；（2）对监测范围内的地形表面采样；使用采集软件在电子地图上对监测区域的地形表面采样，得到采样点的大地坐标，并将采样点存储作为标定点；（3）标定点地形划分；对得到的标定点进行地形划分，将得到的所有区域编号并记为GC，表示对应标定点的地形属性；（4）坐标变换；（5）邻域点搜索；（6）目标距离计算。该方法和系统通过对监测区域内的地形表面采样，将采样结果结合光电探测系统测量到的目标角度，快速其且准确地得到目标距离。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于地理信息的地面目标距离单站测量方法及其测量方法，包括如下步骤：（1）测量测站点的大地坐标；（2）对监测范围内的地形表面采样；使用采集软件在电子地图上对监测区域的地形表面采样，得到采样点的大地坐标，并将采样点存储作为标定点；（3）标定点地形划分；对得到的标定点进行地形划分，将得到的所有区域编号并记为GC，表示对应标定点的地形属性；（4）坐标变换；（5）邻域点搜索；（6）目标距离计算。该方法和系统通过对监测区域内的地形表面采样，将采样结果结合光电探测系统测量到的目标角度，快速其且准确地得到目标距离。【专利说明】基于地理信息的地面目标距离单站测量方法及其测量系统
本专利技术涉及一种基于地理信息的地面目标距离单站测量方法及其测量系统，用于系统的目标定位、轨迹生成，为情报数据的加工处理提供支持。
技术介绍
常见的光电地面监测系统由前端探测系统、通信系统和指挥控制中心三部分组成，其系统框图见图1。其中，前端探测系统负责运动目标的探测和数据上报；通信系统负责前端探测系统和指挥控制中心之间的数据传输；指挥控制中心负责前端数据融合、三维视景显示及指挥决策。其中，对目标的定位是数据融合和三维视景显示的基础。普通的光电地面监测系统单站只能测量目标的角度，包括方位角度和俯仰角度，而不能测量目标距离，所以单站无法定位目标。因此通常利用配置激光测距机实现测距，但是这种方式会增加光电地面监测系统结构、电气、软件等系统的设计难度，提高系统成本和使用者的操作复杂性，另外测量过程易受气象条件制约。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种基于地理信息的地面目标距离单站测量方法及其测量系统，该方法和系统通过对监测区域内的地形表面采样，将采样结果结合光电探测系统测量到的目标角度，快速且准确地得到目标距离。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案予以解决:一种基于地理信息的地面目标距离单站测量方法，包括如下步骤:( I)测量测站点的大地坐标(2)对监测范围内的地形表面采样使用采集软件在电子地图上对监测区域的地形表面采样，得到M(M ^ 3)个采样点的大地坐标，并将采样点存储作为标定点；(3)标定点地形划分对得到的标定点进行地形划分，将得到的所有区域编号并记为G。，表示对应标定点的地形属性；(4)坐标变换步骤一:将测站点和标定点的大地坐标分别转化为大地直角坐标；步骤二:得到所有标定点的站心直角坐标:步骤三:将所有标定点的站心直角坐标转换为站心极坐标:(5)邻域点搜索实时测量目标点的方位角％和俯仰角β p，在所有标定点中进行邻域点搜索，得到点集Pnb;(6)目标距离计算使用点集pnb拟合平面，将平面直角坐标方程和测站点指向目标点的视线的直线方程联立求解，得到目标点距测站点的距离LP。进一步的，所述步骤(3)中使用基于分水岭的图像分割方法对得到的标定点进行地形划分，具体步骤如下:将标定点映射到一幅二维图像上，即将标定点的大地坐标中的经度、纬度对应二维图像的像素坐标，将标定点的高程对应像素点的灰度；计算每个标定点的坡度，将坡度数据作为初始输入，将标定点分割成不同的区域。进一步的，所述步骤(4)中步骤一的转化公式为:【权利要求】1.一种基于地理信息的地面目标距离单站测量方法，其特征在于，包括如下步骤: (I)测量测站点的大地坐标 (2 )对监测范围内的地形表面采样 使用采集软件在电子地图上对监测区域的地形表面采样，得到M(M> 3)个采样点的大地坐标，并将采样点存储作为标定点； (3)标定点地形划分 对得到的标定点进行地形划分，将得到的所有区域编号并记为G。，表示对应标定点的地形属性； (4)坐标变换 步骤一:将测站点和标定点的大地坐标分别转化为大地直角坐标； 步骤二:得到所有标定点的站心直角坐标； 步骤三:将所有标定点的站心直角坐标转换为站心极坐标。 (5)邻域点搜索 实时测量目标点的方位角Θ P和俯仰角β P，在所有标定点中进行邻域点搜索，得到点集 Pnb ; (6)目标距离计算 使用点集Pnb拟合平面，将平面直角坐标方程和测站点指向目标点的视线的直线方程联立求解，得到目标点距测站点的距离LP。2.如权利要求1所述的基于地理信息的地面目标距离单站测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中使用基于分水岭的图像分割方法对得到的标定点进行地形划分，具体步骤如下: 将标定点映射到一幅二维图像上，即将标定点的大地坐标中的经度、纬度对应二维图像的像素坐标，将标定点的高程对应像素点的灰度；计算每个标定点的坡度，将坡度数据作为初始输入，将标定点分割成不同的区域。3.如权利要求1的基于地理信息的地面目标距离单站测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中步骤一的转化公式为: 4.如权利要求1的基于地理信息的地面目标距离单站测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中步骤二的标定点中，第i个标定点的站心直角坐标 ^EPi 一 (XEPi) JfEPi) 2EPi) 根据式3求得: XEPi — AE(bCi_bE) (式3) 其中， 5.如权利要求1的基于地理信息的地面目标距离单站测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中步骤三的所有标定点中，第i个标定点的坐标转换公式为式4-式6:θ Ci = atan (ygpi/xEpi)(式 4) 6.如权利要求1的基于地理信息的地面目标距离单站测量方法，其特征在于，所述步骤(5)中所述的在所有标定点中进行邻域点搜索采用最近邻法，具体步骤如下: 步骤一:计算每个标定点视线和目标点视线的夹角a c ； 步骤二:查找夹角％最小的标定点Pmin ； 步骤三:在Pmin的邻域点中查找与点Pmin的地形属性Gc相等的标定点，得到点集Pnb。7.如权利要求1的基于地理信息的地面目标距离单站测量方法，其特征在于，所述步骤(6)的具体步骤如下: 设平面的直角坐标方程为: Αχ+By+Cz+l = O (式 7) 设点集Pnb中的点共有K个，将Pnb中所有点的极坐标转换到直角坐标: 8.使用权利要求1所述的基于地理信息的地面目标距离测量方法的测量系统，包括光电探测系统、GPS、采集软件、电子地图、数据处理系统，其中: 所述光电探测系统用于测量目标的方位角和俯仰角，并实时发送给数据处理系统； 所述GPS用于测量测站点的大地坐标； 所述采集软件用于在电子地图上对监测区域的地形表面采样，得到采样点的大地坐标，并将采样点存储作为标定点； 所述数据处理系统用于接收光电探测系统发送的测量目标的方位角和俯仰角，接收GPS测量得到的测站点的大地坐标，存储采集软件得到的标定点；用于对标定点地形划分、坐标变换、邻域点搜索和目标距离计算； 所述光电探测系统、GPS、采集软件分别连接所述数据处理系统，采集软件连接电子地图。【文档编号】G01B21/04GK103777196SQ201410003455【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日 【专利技术者】张涛, 李汉玉 申请人:西安天和防务技术股份有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，李汉玉，
申请(专利权)人：西安天和防务技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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