专利名称：一种地物坐标的获取方法
技术领域：
本发明涉及信息的获取和处理，更具体地，涉及一种地物坐标的获取方法。
背景技术：
地物信息的采集在很多领域有着广泛的用途，如国土资源、林业、农业、交通、通讯 和环保等，都需要采集地物的坐标并记录其属性信息，以实现相应的管理。以交通领域为例，在进行道路数据采集时，除了要采集道路路线的数据外，往往还 要进行道路附属设施的数据采集，如隧道、桥梁、交叉口、加油站、收费站、报警点、里程碑、 服务区、道路出入口等等。要采集的地物信息除了准确的地物坐标外，还包括各个地物的属 性数据，如桥梁的属性有长、宽、高、载重、材料等，隧道的属性有长、宽、高、限高等等。我国 的1 5万地形数据库数据以GE0DATABASE格式进行存储，全要素地物属性编码共分为九 个数据集三十个数据类，总共大约500个独立编码。其中九个数据集分别为定位基础、水 系、居民地及设施、交通、管线、境界和政区、地貌、植被与土质和地名。目前规范中的编码还 在不断变化。在现有技术中，通常有以下几种方法进行道路及相关地物空间位置获取。第一，采 用工程测量的方法进行道路及相关地物测量。该方法需要测设控制点，采用常规经纬仪、测 距仪或者全站仪进行碎部测量获取空间坐标。该方法虽然可以获得高精度空间坐标，但是 工作效率非常地下，而且不适合长距离、稀疏碎部地物测量。第二，就是采用手持型车载导 航GPS接收机直接测量道路坐标和相关地物的位置。由于手持型车载导航GPS接收机都采 用高度集成化设计，其观测数据质量和数据处理的方法都采用了一定优化设计，定位精度 只是满足一般车载导航要求，而不能满足国家基础地理信息数据获取的要求。另一方面，由于全要素地物属性编码涉及的地物种类繁多，而且如何有效地对地 物信息的数据进行保存、读取和统一管理等处理，目前还没有公开的技术可以解决该问题。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种地物坐标的获取方法，可以在保证快速、高 效的基础上，提高采集到的地物坐标的精度。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地物坐标的获取方法，包括在装备有GPS接收机的流动站的移动过程中，记录经过各地物的时间点和各地物 的类型；根据记录的经过各地物的时间点，从流动站轨迹的时间和坐标流中匹配得到经过 各地物的时间点对应的轨迹点坐标；对与流动站轨迹共线的地物，将经过该地物的时间点对应的轨迹点坐标作为该地 物的坐标，对与流动站轨迹不共线的地物，对经过该地物的时间点对应的轨迹点坐标进行 偏心改正后，作为该地物的坐标。本发明地物坐标的获取方法对地物匹配的方法进行了优化，可以提高采集到的地物坐标的精度，保证采集的快速、高效。


图1是本发明实施例一地物坐标获取方法的流程图；图2是本发明实施例一利用计算机获得GPS接收机时间的流程图；图3是本发明实施例一流动站轨迹和地物关系的示意图；图4A和图4B是本发明实施例二地物节点和属性项节点的结构示意图；图5是本发明实施例二的嵌套链表数据结构的示意图；图6是本发明实施例二中构建的立交桥属性链表的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。实施例一本实施例以道路附属设施等相关地物为例说明如何获取地物的坐标。本实施例所基于的道路数据采集系统包括至少两台测量型GPS接收机，一台作为 基准站，放置在已知测量控制点或由测量控制点推算到的定位点，另一台作为流动站，安置 在车辆上对道路进行动态数据采集。实测结束后，对该两台GPS接收机中数据进行差分计 算，即可以得到流动站轨迹的时间和坐标流数据。差分计算的方法如可以采用已有的坐标 差分定位、伪距差分定位、实时载波相位差分定位等方法。为了在采集道路数据的同时快速、高效地获取道路附属设施等相关地物的坐标， 本实施例提供的获取地物坐标的方法如图1所示，包括步骤110，在流动站的移动过程中，记录经过各地物的时间点和各地物的类型；根据地物类型的不同，记录的时间点的个数可以不同。如对于收费站、报警点、里 程碑等点状地物，可以只记录经过该地物时的一个时间点，对于隧道、桥梁、服务区等线状 和面状地物，可以记录经过该地物各端点(如起点、终点和拐点)时的时间点，还可以记录 其他的一些特征点如拐点等。同时，对于与流动站轨迹不共线的地物，还可以记录下这些地 物的偏心量的值，即地物距离流动站轨迹的垂直距离。对时间点的记录事件可以由流动站上的人员来触发，由与GPS接收机相连的计算 机来执行记录，由于是通过记录的时间点将地物的坐标和差分GPS定位结果联系起来。为 了保证精度，需要使得计算机记录的时间与GPS接收机的时间保持同步。记录的时间点可以通过以下三种方式之一来确定1)直接利用计算机时间，并对计算机时间进行校准；利用计算机时间的优点是实现简单，无须增加额外设备，但必须对计算机时间进 行校准，解决计算机与GPS的时钟同步问题。粗略的方法是在施测前校准计算机时钟，施测 后校核。另一种方法是在采集过程中人为设置几何特征点来实现二钟的同步。2)使用GPS接收机的事件标识功能，在记录时通过外部脉冲在接收机内部产生所 述时间点的信息；GPS接收机的事件标识(Event Mark)是通过外部脉冲在接收机内部产生时间信 息，获取的时间完全同步，其缺点是许多GPS接收机不具备事件标识功能，无法采用本方法。3)建立计算机与GPS接收机的实时通讯，通过一个独立的线程实时更新计算机的 时钟；本方式虽然输入/输出会造成一定的时间延迟，但该延迟量很小，精度满足需要。 此外还可以获取卫星状态、导航结果等一些附加信息。本实施例采用了第三种方法，其流程的示意图如图2所示，包括接收机通讯线程对GPS接收机输出的时间信息进行实时监测，在收到新的GPS接 收机时间tm后，获取当前的计算机时间tOTP，计算出时间差At = tm-t■并更新原来保 存的At ；
权利要求
一种地物坐标的获取方法，包括在装备有GPS接收机的流动站的移动过程中，记录经过各地物的时间点和各地物的类型；根据记录的经过各地物的时间点，从流动站轨迹的时间和坐标流中匹配得到经过各地物的时间点对应的轨迹点坐标；对与流动站轨迹共线的地物，将经过该地物的时间点对应的轨迹点坐标作为该地物的坐标，对与流动站轨迹不共线的地物，对经过该地物的时间点对应的轨迹点坐标进行偏心改正后，作为该地物的坐标。
2.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于对所述时间点的记录事件由流动站上的人员来触发，由与所述GPS接收机相连的计算 机来执行记录，所述时间点通过以下方式之确定所述计算机运行一个独立的通讯线程对GPS接收机输出的时间信息进行实时监测，在 收到新的GPS接收机时间tm后，获取当前的计算机时间t■，计算出时间差A t = tGPS-tC0MP 并更新原来保存的At;计算机上的主记录线程对外部的记录事件进行实时监测，在发现有记录事件被触发 时，获取当前的计算机时间tOTP和保存的时间差At，将恢复的GPS接收机时间t’ GPS = tC0MP+ A t作为此次记录的时间点。
3.如权利要求1或2所述的获取方法，其特征在于所述从流动站轨迹的时间和坐标流中匹配得到经过各地物的时间点对应的轨迹点坐 标时，所述轨迹点坐标的计算公式如下 式中，t为记录的一时间点，x, y为时间点t对应的轨迹点坐标，t” t2分别为所述时间 和坐标流中在时间点t的前后与t最接近的2个时间点，坐标Xl，Yl为时间点、对应的坐 标，坐标x2，y2为时间点t2对应的坐标。
4.如权利要求1或2所述的获取方法，其特征在于在所述流动站的移动过程中，对于与流动站轨迹不共线的地物，还将这些地物距离流 动站轨迹的垂直距离记录为偏心量的值；对经过这些地物的时间点对应的轨迹点坐标进行偏心改正时，公式如下 式中，A为偏心量的值，x, y为时间点t对应的轨迹点坐标，xT, yT为对x，y进行偏心 改正后得到的坐标。
5.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于所述获取方法用于获取道路附属设施的坐标，所述流动站轨迹的时间和坐标流通过以 下方式得到将一台测量型GPS接收机作为基准站，放置在已知测量控制点或由测量控制点推算到 的定位点，另一测量型GPS接收机作为流动站，安置在车辆上对道路进行动态数据采集，实测结束后，对该两台GPS接收机中数据进行差分计算，得到所述流动站轨迹的时间和坐标 流数据。
6.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于所述记录经过各地物的时间点，对于点状地物，只记录经过该地物时的一个时间点，对 于线状地物和面状地物，则至少记录经过该地物起点和终点时的时间点。
全文摘要
一种地物坐标的获取方法，包括在装备有GPS接收机的流动站的移动过程中，记录经过各地物的时间点和各地物的类型；根据记录的经过各地物的时间点，从流动站轨迹的时间和坐标流中匹配得到经过各地物的时间点对应的轨迹点坐标；对与流动站轨迹共线的地物，将经过该地物的时间点对应的轨迹点坐标作为该地物的坐标，对与流动站轨迹不共线的地物，对经过该地物的时间点对应的轨迹点坐标进行偏心改正后，作为该地物的坐标。本发明地物坐标的获取方法对地物匹配的方法进行了优化，可以提高采集到的地物坐标的精度。
文档编号G01S19/41GK101995244SQ20101026767
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者张莉, 李夕银, 王 华, 程鹏飞, 蔡艳辉 申请人:中国测绘科学研究院;程鹏飞