[发明专利]坐标变换数据处理方法和装置

权利要求书

1.一种坐标变换数据处理方法，用于目标点测量数据的坐标系统一，原直角坐标系与目标直角坐标系具有至少三个以上的不在同一条直线上的公共点，其特征在于，所述坐标变换数据处理方法包括：

步骤S1：接收所述公共点的在所述原直角坐标系与所述目标直角坐标系这两个坐标系中的坐标数据，以部分或全部所述公共点的所述坐标数据得到回归函数，并得出通过迭代使所述回归函数取得最小值的迭代矩阵；

步骤S2：用不在同一条直线上的三个公共点来获取所述原直角坐标系与所述目标直角坐标系间的坐标变换参数初值；

步骤S3：以所述步骤S1计算出的所述坐标变换参数初值作为所述迭代矩阵的初值进行迭代，迭代至满足所要求的精度时得到实际坐标变换参数；

步骤S4：用步骤S3所获得的实际坐标变换参数得到所述原直角坐标系的所有点在所述目标直角坐标系中的坐标。

2.如权利要求1所述的坐标变换数据处理方法，其特征在于，在步骤S3中，包括用部分所述公共点的所述坐标数据验证所述实际坐标变换参数精确性的步骤。

3.如权利要求2所述的坐标变换数据处理方法，其特征在于，所述用不在同一条直线上的三个公共点来计算原直角坐标系与目标直角坐标系间的坐标变换参数初值的步骤包括：

通过坐标轴的平移和旋转操作，使得由所述三个公共点所确定的所述原直角坐标系和所述目标直角坐标系的姿态一致的步骤；以及

获得从所述原直角坐标系变换到所述目标直角坐标系的旋转变换矩阵，并进一步获得所述坐标变换参数初值的步骤。

4.如权利要求2所述的坐标变换数据处理方法，其特征在于，所述步骤S2可细化为：

步骤S21：选取不在同一条直线上的三个公共点，分别将所述两个坐标系的原点平移到各自坐标系的同一个公共点处；

步骤S22：利用所述三个公共点在所述两个坐标系分别建立一个平面；

步骤S23：绕各自坐标系的X轴把各自坐标系的Y轴旋转到所述平面内，重新计算旋转后的另外两个公共点的坐标值；

步骤S24：用与步骤S23相同的方法绕各自坐标系的Y轴将X轴旋转到所述平面内，重新获得旋转后的所述另外两个公共点的坐标值；

步骤S25：绕各自坐标系的Z轴把X轴旋转到各自的所述另外两个公共点之一，重新获得旋转后的所述另外两个公共点的坐标值；

步骤S26：依据所述另外两个公共点的坐标值判断所述两个坐标系当前的姿态是否一致，如不一致则通过旋转其中一个坐标系的Z轴使所述两个坐标系的姿态一致；

步骤S27：获得所述从原直角坐标系变换到所述目标直角坐标系的旋转变换矩阵；

步骤S28：获得从所述原直角坐标系变换到所述目标直角坐标系的的旋转变换矩阵中各旋转参数；

步骤S29：获得从所述原直角坐标系变换到所述目标直角坐标系的平移参数。

5.如权利要求1所述的坐标变换数据处理方法，其特征在于，所述坐标数据为测量仪器自多个站位采集的测量数据，各所述站位的所述测量数据基于各自站位的一直角坐标系，选择其中的一个站位的直角坐标系为目标直角坐标系，将其余站位的所述测量数据依次经所述步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4，得出各站位的所有点在所述目标直角坐标系中的坐标。

6.一种坐标变换数据处理装置，用于测量数据的坐标系统一，原直角坐标系与目标直角坐标系具有至少三个以上的不在同一条直线上的公共点，其特征在于，所述坐标变换数据处理装置包括：

构造模块，用以接收公共点的在原直角坐标系与目标直角坐标系这两个坐标系中的坐标数据，以部分或全部所述公共点的所述坐标数据用最小二乘法构造回归函数，并得出通过迭代使回归函数取得最小值解的迭代矩阵；

初值模块：用于以不在同一条直线上的三个公共点来获得原直角坐标系与目标直角坐标系间的坐标变换参数初值；

迭代模块：以所述初值模块获得的所述坐标变换参数初值作为所述构造模块得到的所述迭代矩阵的初值进行迭代，迭代至满足所要求的精度时得到实际坐标变换参数；

变换模块：用所述迭代模块所获得的实际坐标变换参数得到原直角坐标系的所有点在目标直角坐标系中的坐标。

7.如权利要求6所述的坐标变换数据处理装置，其特征在于，在所述迭代模块中，包括用部分所述公共点的所述坐标数据验证所述实际坐标变换参数精确性的验证单元。