CN109727199A - 一种gps设备在bim上的显示方法 - Google Patents

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胡守正
申永利
向彪
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China Railway Beijing Engineering Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种GPS设备在BIM上的显示方法，在程序开始后，硬件与建立BIM模型的设备通过串口连接，然后硬件接通电源，通过硬件获取GPS信息，硬件解析GPS信息为经纬度P；在BIM模型程序内建立笛卡尔坐标系，然后在模型上选点M1，M2，M3，并获取三个点对应的经纬度D1，D2，D3，由该三对点建立映射关系，得出转化矩阵a；建立模型坐标系和地球笛卡尔坐标系映射关系，将P传入公式求出所在模型坐标点，将改点绘制到模型上，最后程序结束，该发明通过GPS的信息可以在地理局部实时精确的对定位物体的位置识别并在BIM模型上反应出来，并且在BIM模型上定位时，具有精度高，定位准确的优点。

Description

一种GPS设备在BIM上的显示方法
技术领域
本发明具体涉及一种GPS设备在BIM上的显示方法。
背景技术
电子地图是在软件上实现的以数字方式存储和查阅的地图，利用全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)可以在全球范围内进行实时定位。电子地图储存资讯的方法，一般使用向量式图像储存，地图比例可放大、缩小或旋转，而不影响显示效果。目前，电子地图的应用十分广泛，为用户出行、查找地点、跟踪目标等提供方便、快捷的操作。
GPS系统一般包括服务器、多个GPS设备和客户端，其中，GPS设备即为具有GPS定位功能的设备，可以为单兵设备，也可以是车载设备。服务器中存储有所有GPS设备的设备信息，设备信息一般包括GPS设备的位置信息(如：经纬度信息)、ID、名称等信息。当服务器接收到GPS设备发送的设备信息时，便对所存储的设备信息进行更新。客户端与GPS系统的服务器通信连接，用户可以通过客户端中显示的电子地图查看GPS设备的位置等信息。
然而在BIM领域目前还没有使用GPS信息对物体进行定位，或者使用GPS信息对物体在BIM模型上定位不准确。因此现有技术使用GPS信息在BIM模型上定位时，存在精度不高，定位不准确的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种通过GPS的信息可以在地理局部实时精确的对定位物体的位置识别并在BIM模型上反应出来，并且在BIM模型上定位时，具有精度高，定位准确的GPS设备在BIM上的显示方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
一种GPS设备在BIM上的显示方法，包括以下步骤：
STP1：BIM模型程序开始；
STP2：硬件与建立BIM模型的设备通过串口连接，然后硬件接通电源，通过硬件获取GPS信息；
STP3：通过硬件解析GPS信息为经纬度P；
STP4：BIM模型程序内建立笛卡尔坐标系，以地球球心为坐标系原点，以球心到东经0°和赤道交点方向为X轴，以球心到北极点为Y轴，以球心到东经90°和赤道交点为Z轴，单位为1米；
STP5：在模型上选取3个点M1，M2，M3并获取三个点对应的经纬度D1，D2，D3，由该三对点建立映射关系，得出转化矩阵a；
STP6：建立模型坐标系和地球笛卡尔坐标系映射关系：F(x)=aG(P)+e；
STP7：将P传入公式求出所在模型坐标点；
STP8：将改点绘制到模型上；
STP9：程序结束。
进一步的，所述STP2中获取GPS信息的硬件采用型号为GPST-18的GPS定位仪。
进一步的，所述STP3中解析GPS信息为经纬度P的硬件为STP2中GPS定位仪内置型号UBLOX GPS芯片 ，所述UBLOX GPS芯片的型号为MAX-7Q。
进一步的，所述STP6中F(x)为对应模型坐标系的位置S(x,y,z)，G(P)为经纬度转换笛卡尔坐标，a为坐标系转换矩阵，e为修正参数。
本发明的有益效果是：该发明通过GPS的信息可以在地理局部实时精确的对定位物体的位置识别并在BIM模型上反应出来，并且在BIM模型上定位时，具有精度高，定位准确的优点，使GPS设备不仅仅显示在传统的地图上，也可显示在BIM模型上，立体化显示一个定位物体的位置。
附图说明
图1为本发明一种GPS设备在BIM上的显示方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1以及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
一种GPS设备在BIM上的显示方法，包括以下步骤：
STP1：BIM模型程序开始；
STP2：硬件与建立BIM模型的设备通过串口连接，然后硬件接通电源，通过硬件获取GPS信息；
STP3：通过硬件解析GPS信息为经纬度P；
STP4：BIM模型程序内建立笛卡尔坐标系，以地球球心为坐标系原点，以球心到东经0°和赤道交点方向为X轴，以球心到北极点为Y轴，以球心到东经90°和赤道交点为Z轴，单位为1米；
STP5：在模型上选取3个点M1，M2，M3并获取三个点对应的经纬度D1，D2，D3，由该三对点建立映射关系，得出转化矩阵a；
STP6：建立模型坐标系和地球笛卡尔坐标系映射关系：F(x)=aG(P)+e；
STP7：将P传入公式求出所在模型坐标点；
STP8：将改点绘制到模型上；
STP9：程序结束。
在本实施例中，所述STP2中获取GPS信息的硬件采用型号为GPST-18的GPS定位仪，能够获取高精度的GPS信息，提高BIM模型的坐标精确度。
在本实施例中，所述STP3中解析GPS信息为经纬度P的硬件为STP2中GPS定位仪内置型号UBLOX GPS芯片 ，所述UBLOX GPS芯片的型号为MAX-7Q。能够将接收的GPS信息解释为精准的经纬度P，提高BIM模型的坐标精确度。
在本实施例中，所述STP6中F(x)为对应模型坐标系的位置S(x,y,z)，G(P)为经纬度转换笛卡尔坐标，a为坐标系转换矩阵，e为修正参数。
实验例
根据图1的流程图，在模型上获取Mx的3个点（该点对应模型坐标系）及对应真实的经纬度坐标Dox：
M1：(0,0,0)，
M2：(2000,280,0)，
M3：(1000,2200,0)，
Do1：(E120.30876589,N38.23489453)，
Do2：(E120.32876589,N38.28489453)，
Do3：(E120.34654543,N38.25454526)，
将DoX代入公式G(P),求得对应的地球笛卡尔坐标：
D1=G(Do1)，
D2=G(Do2)，
D3=G(Do3)；
解得：
D1(609874.234566,609801.234566,609925.985678)，
D2(609852.234566,609833.234566,60955.985678)，
D3(609899.234566,609823.234566,609901.985678)，
由Mx和Dx求得变幻矩阵a，
由公式F(x)=aG(p)+e求得定位点P在模型坐标系的坐标点Po，
e为常数，
最终求得Po(1569,1377,0)。
本发明的有益效果是：该发明通过GPS的信息可以在地理局部实时精确的对定位物体的位置识别并在BIM模型上反应出来，并且在BIM模型上定位时，具有精度高，定位准确的优点，使GPS设备不仅仅显示在传统的地图上，也可显示在BIM模型上，立体化显示一个定位物体的位置。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种GPS设备在BIM上的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
STP1：BIM模型程序开始；
STP2：硬件与建立BIM模型的设备通过串口连接，然后硬件接通电源，通过硬件获取GPS信息；
STP3：通过硬件解析GPS信息为经纬度P；
STP4：BIM模型程序内建立笛卡尔坐标系，以地球球心为坐标系原点，以球心到东经0°和赤道交点方向为X轴，以球心到北极点为Y轴，以球心到东经90°和赤道交点为Z轴，单位为1米；
STP5：在模型上选取3个点M1，M2，M3并获取三个点对应的经纬度D1，D2，D3，由该三对点建立映射关系，得出转化矩阵a；
STP6：建立模型坐标系和地球笛卡尔坐标系映射关系：F(x)=aG(P)+e；
STP7：将P传入公式求出所在模型坐标点；
STP8：将改点绘制到模型上；
STP9：程序结束。
2.如权利要求1所述的一种GPS设备在BIM上的显示方法，其特征在于：所述STP2中获取GPS信息的硬件采用型号为GPST-18的GPS定位仪。
3.如权利要求1所述的一种GPS设备在BIM上的显示方法，其特征在于：所述STP3中解析GPS信息为经纬度P的硬件为STP2中GPS定位仪内置型号UBLOX GPS芯片 ，所述UBLOX GPS芯片的型号为MAX-7Q。
4.如权利要求1所述的一种GPS设备在BIM上的显示方法，其特征在于：所述STP6中F(x)为对应模型坐标系的位置S(x,y,z)，G(P)为经纬度转换笛卡尔坐标，a为坐标系转换矩阵，e为修正参数。
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