一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法技术

本发明专利技术提出了一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法，属于空中交通管理领域；具体步骤为：首先，采用世界大地测量系统的参考基准，依照1:100万航图分幅，将纬度[

【技术实现步骤摘要】
一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法


[0001]本专利技术属于空中交通管理领域，具体涉及一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法。

技术介绍

[0002]随着空中交通由低密度走向高密度时代，导致空中拥挤堵塞、危险接近与能耗不经济等问题，成为了当前世界各国面临的共同问题。
[0003]虽然我国空中交通管理基础设施建设快速发展，但依然赶不上空中交通量的增长速度，必须采用现代化空域管理方法，以提高空域资源和空中交通管理设施的利用率，最大限度发挥空天地一体化的航空系统的效能。
[0004]数字化空域系统是在全新基础理论研究的前提下，将先进的电子信息技术、计算技术和自动控制技术等综合应用于空中交通管理体系，它的核心是构建数字空域网格划分方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术从数字地球的技术视角，建立了空域网格单元的递归划分，具体一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法，提高了空域资源和空中交通管理设施的利用率。
[0006]所述构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法，具体步骤如下：
[0007]步骤一、采用世界大地测量系统
‑
1984(WGS
‑
84)的参考基准，依照1:100万航图分幅，将纬度[
‑
88
°
,+88
°
)区间进行均等网格划分，建立局部网格坐标系；
[0008]均等网格划分后，每个小网格经度间隔为6
°
，纬度间隔为4
°r/>，与北斗网格位置编码法第一级网格对应。
[0009]局部网格坐标系以划分得到的网格的左下角的点为原点，纬度增长方向为纵轴正方向，经度增长方为横轴正方向。
[0010]步骤二、将空间的局部网格划分为4个层级，根据纬度对一级球面划分间隔时进行合幅处理，得到纬度差固定、经差变化的变经纬度网格；
[0011]采用经纬度划分实现全球无缝无重叠划分，同时纬向的球面高斯距离是固定的，通过在不同纬度区域改变经向划分的次数，实现划分单元经向间隔近似相等，从而有效改善网格单元的形变问题；合幅后得到新划分间隔为：
[0012]表示经线间距；表示纬线间距。
[0013]①
在纬向[
‑
60
°
,+60
°
)区间，不需要合幅，则r＝1,2,3,4为划分的4个层级；为合幅后的经度间隔，ΔL
r
为原来的经度间隔；为合幅后的纬度间隔，ΔB
r
为原来的纬度间隔；
[0014]②
在纬向[
‑
76
°
,
‑
60
°
)或[+60
°
，+76
°
)区间，纬度间隔不变为4
°
经度间隔为原来的
2倍；则得到：
[0015]③
在纬向[
‑
88
°
,
‑
76
°
)或[+76
°
，+88
°
)区间，纬度间隔不变为4
°
经度间隔为原来的4倍；则得到：
[0016]④
在纬向[
‑
90
°
,
‑
88
°
)或[+88
°
，+90
°
)区间，纬度间隔2
°
，经度间隔全部合在一起为360
°
；则得到：
[0017]步骤三、选定任意目标其经纬度坐标(L,B)，利用局部坐标系网格编码a
‑
bc
‑
d，计算网格编码的局部网格坐标系的原点坐标
[0018]首先，判断目标的纬度坐标是否满足B＜0
°
，如果是，则a＝S；否则，a＝N；
[0019]S代表南半球；N代表北半球；
[0020]然后，计算：
[0021][0022][0023]其中floor(x)为下取整函数；表示合福后的经度间隔；表示合福后的纬度间隔。
[0024]最后，当a＝S，则否则，当a＝N，则
[0025][0026]从而得到局部网格坐标系的网格编码的原点经纬度坐标
[0027]步骤四、利用局部网格坐标系的原点坐标分别计算每个层级的网格位置编码标识符ID
r
以及各层级的网格坐标原点经纬值：
[0028]具体过程如下
[0029]步骤401、将局部坐标系的四级网格分别进行划分：
[0030]局部坐标系第一级网格划分：对区间经纬(6
°×4°
)按照划分间隔(ΔL1＝30',ΔB1＝30')进行剖分，按照12
×
8的模式递归，编码方法为“行号+列号”，按照经度增大和纬度增大的方向，依次对子网格进行编码，其中“列号x”从1到9、A到C(对应1到12)、“行号y”从A到H编码(对应1到8)；
[0031]局部坐标系第二级网格划分：对区间经纬(30'
×
30')按照划分间隔(ΔL2＝15',ΔB2＝10')进行剖分，按照2
×
3的模式递归，编码方法采用反向“Z”序，即从网格坐标原点开始，先按照经度增大、再纬度增大的方向，依次对子网格进行数值编码，其数值编码从1到6。
[0032]局部坐标系第三级网格划分：对区间经纬(15'
×
10')按照划分间隔(ΔL3＝5',ΔB3＝5')进行剖分，按照3
×
2模式递归，编码方法采用反向“Z”序，其数值编码从1到6；
[0033]局部坐标系第四级网格划分：对区间经纬(5'
×
5')按照划分间隔(ΔL4＝1',ΔB4＝1')进行剖分，按照5
×
5模式递归，编码方法采用反向“Z”序，其数值编码从01到25；
[0034]步骤402、用字符码表示局部坐标系网格编码a
‑
bc
‑
d的四级网格划分的相对位置编码；
[0035]具体为：
[0036]针对纬向[
‑
60
°
,+60
°
)的区域，建立经纬度坐标(L,B)与网格相对位置编码的转换方法；
[0037]其具体方法如下：
[0038]首先，r＝1层级的标识码x
‑
y计算方法如下：
[0039][0040][0041]然后，计算第r＝2,3,4层级的标识码ID
r
，即网格按照M
r
×
N
r
模式递归；其计算方法如下：
[0042][0043][0044]ID
r
＝u+(v
‑
1)
×
M
r本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、采用世界大地测量系统
‑
1984(WGS
‑
84)的参考基准，依照1:100万航图分幅，将纬度[
‑
88
°
,+88
°
)区间进行均等网格划分，建立局部网格坐标系；步骤二、将空间的局部网格划分为4个层级，根据纬度对一级球面划分间隔时进行合幅处理，得到纬度差固定、经差变化的变经纬度网格；合幅后得到新划分间隔为：表示经线间距；表示纬线间距；
①
在纬向[
‑
60
°
,+60
°
)区间，不需要合幅，则r＝1,2,3,4为划分的4个层级；为合幅后的经度间隔，ΔL
r
为原来的经度间隔；为合幅后的纬度间隔，ΔB
r
为原来的纬度间隔；
②
在纬向[
‑
76
°
,
‑
60
°
)或[+60
°
，+76
°
)区间，纬度间隔不变为4
°
经度间隔为原来的2倍；则得到：
③
在纬向[
‑
88
°
,
‑
76
°
)或[+76
°
，+88
°
)区间，纬度间隔不变为4
°
经度间隔为原来的4倍；则得到：
④
在纬向[
‑
90
°
,
‑
88
°
)或[+88
°
，+90
°
)区间，纬度间隔2
°
，经度间隔全部合在一起为360
°
；则得到：步骤三、选定任意目标其经纬度坐标(L,B)，利用局部坐标系网格编码a
‑
bc
‑
d，计算网格编码的局部网格坐标系的原点坐标首先，判断目标的纬度坐标是否满足B＜0
°
，如果是，则a＝S；否则，a＝N；S代表南半球；N代表北半球；然后，计算：然后，计算：其中floor(x)为下取整函数；表示合福后的经度间隔；表示合福后的纬度间隔；最后，当a＝S，则否则，当a＝N，则否则，当a＝N，则从而得到局部网格坐标系的网格编码的原点经纬度坐标步骤四、利用局部网格坐标系的原点坐标分别计算每个层级的网格位置编码标识符ID
r
以及各层级的网格坐标原点经纬值。2.如权利要求1所述的一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法，其特征在于，所述步骤一中，均等网格划分后，每个小网格经度间隔为6
°
，纬度间隔为4
°
，与北斗网格位置编码法第一级网格对应；局部网格坐标系以划分得到的网格的左下角的点为原点，纬度增长方向为纵轴正方
向，经度增长方为横轴正方向。3.如权利要求1所述的一种构建局部空域网格剖分及其坐标转换的方法，其特征在于，所述步骤二中，采用经纬度划分实现全球无缝无重叠划分，同时纬向的球面高斯距离是固定的，通过在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永文，刘杨，蒲钒，唐治理，王长春，周忠华，
申请(专利权)人：中国人民解放军九三二零九部队，
类型：发明
国别省市：