一种基于数字孪生小场景的空间定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生小场景的空间定位方法，包括：在建模软件中设定三维孪生场景模型，在Web端解析并加载三维孪生场景模型，确定三维孪生场景模型的坐标系对应的经纬度及海拔，建模的单位，以及坐标轴的方向，利用公式将地理信息坐标准确的转化为三维孪生场景模型中的坐标。该方法将地理信息坐标准确的转化为孪生场景中的坐标，在不使用复杂的地理信息软件的情况下，可只使用此种方式在三维孪生场景中准确使用经纬高信息进行定位，使用方式简单，定位准确。定位准确。定位准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生小场景的空间定位方法


[0001]本专利技术涉及数字孪生
，更具体的涉及一种基于数字孪生小场景的空间定位方法。

技术介绍

[0002]在数字孪生场景中，使用的坐标均为笛卡尔坐标，其中建模坐标系为模型本身的局部坐标系，我们将模型组合放在一起时，为了确定对象之间的相对关系，需要纳入到一个统一的坐标系中，这个坐标系即为世界坐标系。所有的坐标系均为典型的平面直角坐标系，使用此坐标系统虽然可以完美的将场景内部的空间关系表现出来，但是目前市面上较多的定位均是以北斗导航的经纬高作为定位信息，此数字孪生场景无法完美的和地理空间信息的坐标联系起来，无法将一个地理坐标(经纬高)完美定位到数字孪生场景中去

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供一种基于数字孪生小场景的空间定位方法，包括：
[0004]在建模软件中设定三维孪生场景模型；
[0005]在Web端解析并加载三维孪生场景模型；
[0006]确定三维孪生场景模型的坐标系对应的经纬度及海拔，建模的单位，以及坐标轴的方向；
[0007]利用下面公式将地理信息坐标准确的转化为三维孪生场景模型中的坐标；
[0008]x＝(lon1
‑
lon)*(111319.4888943678*cos(lat1*PI/180))；
[0009]y＝height1
‑
height；
[0010]z＝(lat
‑
lat1)/111319.4888943678；
[0011]其中lon1，lat1，height1分别表示建模原点的初始点经度、纬度、高度，
[0012]x,y,z分别三维孪生场景模型中某点的经度、纬度、高度，PI等于3.1415，lon，lat，height分别表示地理信息坐标中某点的经度、纬度、高度。
[0013]近一步，三维孪生场景模型的坐标系采用世界坐标系。
[0014]近一步，坐标轴的方向，包括：
[0015]使用+Z代表正北方向，
‑
Z代表正南方向，
‑
X代表正东方向，+X代表正西方向，+Y代表高于此原点的海拔高度，
‑
Y代表低于此海拔点的高度。
[0016]本专利技术实施例提供一种基于数字孪生小场景的空间定位方法，与现有技术相比，其有益效果如下：
[0017]1、在不使用复杂的地理信息软件的情况下，可只使用此种方式在三维孪生场景中准确使用经纬高信息进行定位；
[0018]2、使用方式简单，定位准确；
[0019]3、原理简单，没有过多的专业GIS知识，通俗易懂；
[0020]4、将三维孪生场景和地理信息对应起来，解决了使用地理信息在场景中定位的问
题。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例提供的一种基于数字孪生小场景的空间定位方法的流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的一种基于数字孪生小场景的空间定位方法的地区经纬系统；
[0023]图3为本专利技术实施例提供的一种基于数字孪生小场景的空间定位方法的几何计算图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]参见图1～3，本专利技术实施例提供一种基于数字孪生小场景的空间定位方法，该方法包括：
[0026]在建模软件中设定三维孪生场景模型；在Web端解析并加载三维孪生场景模型；确定三维孪生场景模型的坐标系对应的经纬度及海拔，建模的单位，以及坐标轴的方向；利用下面公式将地理信息坐标准确的转化为三维孪生场景模型中的坐标；
[0027]x＝(lon1
‑
lon)*(111319.4888943678*cos(lat1*PI/180))；
[0028]y＝height1
‑
height；
[0029]z＝(lat
‑
lat1)/111319.4888943678；
[0030]其中lon1，lat1，height1分别表示建模原点的初始点经度、纬度、高度，x,y,z分别三维孪生场景模型中某点的经度、纬度、高度，lon，lat，height分别表示地理信息坐标中某点的经度、纬度、高度。
[0031]实施例：
[0032]首先我们这里讨论的地球是正球，不考虑地球的实际形状，如果要考虑实际形状的话，得用微积分来解释，那就麻烦了，所以我们就用正球来解释。我们的地球是被经纬网包着的，如图2。
[0033]横纬竖经，从图中我们可以发现，经度每一圈都是长度相等的，都等于赤道周长。但纬度只有赤道最长，越靠近两极的地方周长越短。我们就可以发现，经度相差一度，距离是变化的，随着纬度的不同而不同。纬度相差一度，距离是固定的。
[0034]我们以WGS84坐标系为例，地球半径是6378137m，那么赤道的周长为2*π*6378137＝40075016.0019724，又因为迟到被经度分为了360度，所以一度就是40075016.0019724/360＝111319.4888943678m≈111km。
[0035]如图3，假设AB代表赤道上一经度的实际地理长度(即111km)，我们需要求出在纬度变化时，同一经度的变化CD和AB之间的关系。因为三角形CED和三角形AOB是相似三角形，所以求出ED和OB的关系即可得到AB和CD的关系。
[0036]将OEDB这个面单独拿出来讨论，如图1
‑
2，其中
[0037]OEDD2是个正方形，由图可得：
[0038]ED＝OD2，
[0039]又OD和OB都是地球的半径，所以也相等，即：
[0040]OD＝OB，
[0041]由图可知：
[0042]Cosθ＝OD2/OD＝ED/OB
[0043]又三角形CED和三角形AOB是相似三角形
[0044]所以CD＝AB*Cosθ
[0045]最终可得：
[0046]1.在赤道上经度差1度对应的实际距离是111千米；
[0047]2.在经线上纬度差1度对应的实际距离是111千米；
[0048]3.在除赤道外的其他纬线上，经度差1度对应的实际距离是111*cosθ，其中θ表示纬度。
[0049]基于以上结论：
[0050]由于三维建模区域相比较于地球整体面积比较小，可将建模区域近似看做贴于某个经纬度高度处的一个面，即相当于已知地球切点处的经纬高，求其它区域的经纬高。
[0051]假设建模原点的初始点经纬高为(lon1，lat1，height1)；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生小场景的空间定位方法，其特征在于，包括：在建模软件中设定三维孪生场景模型；在Web端解析并加载三维孪生场景模型；确定三维孪生场景模型的坐标系对应的经纬度及海拔，建模的单位，以及坐标轴的方向；利用下面公式将地理信息坐标转化为三维孪生场景模型中的坐标；x＝(lon1
‑
lon)*(111319.4888943678*cos(lat1*PI/180))；y＝height1
‑
height；z＝(lat
‑
lat1)/111319.4888943678；其中，lon1，lat1，height1分别表示建模原点的初始点...

【专利技术属性】
技术研发人员：管永权，卢浩浩，郑珂，高鹏，
申请(专利权)人：西安塔力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：