[发明专利]地物相对位置确定方法及装置

说明书

本发明公开了一种地物相对位置确定方法及装置。其中，该方法包括：确定第一地物和第二地物，其中，第一地物表示待确定位置的地物，第二地物表示第一地物的参照物；对第一地物和第二地物进行地理剖分，得到剖分结果；根据剖分结果确定第一地物对应的第一网格集和第二地物对应的第二网格集，其中，第一网格集和第二网格集均包括一个或多个GeoSOT网格；根据第一网格集和第二网格集确定第一地物的相对位置，其中，相对位置包括以下至少之一：相对距离、相对方位角以及拓扑关系。本发明解决了相关技术中地物相对位置确定效率较低的技术问题。

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，具体而言，涉及一种地物相对位置确定方法及装置。

背景技术

地球上两个坐标或者空间对象之间的相对位置关系求解是导航领域中经常遇到的基本问题，一般包括空间对象的相对距离、方位、拓扑关系等的求解。在计算空间相对距离时，基本做法是将地球进行一定程度的近似并进行近似模型上的两点距离计算。常见的近似方法包括平面近似、球面近似和椭圆近似。

其中，平面近似的空间相对距离计算的精确度取决于球面投影到平面的方法。地球近似为球体投影到平面的相对距离计算公式为：其中，R为地球半径，R＝6.371.009km，D为点P₁(φ₁，λ₁)，P₂(φ₂，λ₂)的距离(单位与R相同)，φ₁，φ₂为两点纬度，λ₁，λ₂为两点经度，Δφ，Δλ为两点经纬度差(单位为弧度)，φ_m为两点纬度中值。此近似对于短距离计算较快、结果更准确。地球近似为椭球体时投影到平面时相对距离计算公式为：

K₁＝111.13209-0.56605cos(2φ_m)+0.00012cos(4φ_m)，K₂＝111.41513cos(φ_m)-0.009455cos(3φ_m)+0.00012cos(5φ_m)，其中D单位为km，Δφ和Δλ单位为度，为每纬度差1度的km差，为每经度差1度的km差，M和N分别为经线分量及其垂直方向分量的曲率半径。对于地球近似为球体时表面相对距离计算：公式1，误差0.3％：distance＝R*arccos(sin(φ₁)sin(φ₂)+cos(φ₁)cos(φ₂)cos(λ₁-λ₂))，公式2，ΔX＝cos(φ₂)cos(λ₂)-cos(φ₁)cos(λ₁)，ΔY＝cos(φ₂)sin(λ₂)-cos(φ₁)sin(λ₁)，ΔZ＝sin(φ₂)-sin(φ₁)，D＝RC_h，其中，D为两点的球面隧道距离。对于地球近似为椭球体时表面相对距离计算，有针对长距离的Lambert公式和针对短距离的Bowring公式，Lambert公式如下：另外，常见的空间相对方位计算方法如下：Δlon＝abs(λ₁-λ₂)，θ＝atan2(Δlon，Δα)，其中：ln为自然对数；若Δlon＞180°，Δlon＝Δlon mod 180°；atan2(y，x)函数表示指向(x，y)的射线在坐标平面上与x轴正方向之间的角的角度；θ为两点之间的相对方位。常见的空间拓扑关系常用欧拉数来作为拓扑不变量，表示空间完整性与空洞的度量。欧拉数的计算公式为：其中，X为欧拉数，n_comp为前景连通部件数，为第i个连通部件的空洞数。欧拉数可以用于辅助进行图形拓扑关系的判断。不过，具体在导航场景中，对于栅格组织的遥感影像数据，欧拉数的计算需要每个像素点的信息，计算繁琐；而对于矢量组织的地物对象数据，欧拉数的计算则需要经过相对复杂的坐标计算来跟踪地物和空洞。