和声搜索算法在坐标转换中的应用

发布时间：2021-11-19 07:39

　　针对最小二乘算法在处理坐标转换存在准则单一这一问题,本文提出一种思想,将和声搜索算法加入最小二乘坐标转换模型中,从而使传统坐标转换这一P类问题,转换为NP类问题。通过不断迭代使其结果趋近于所设定的函数解,从而实现解的多样性。本文以方向精度最优为例,分别采用模拟数据和实测点云数据来验证本文思想。结果表明,在求某一方向精度时将和声搜索算法加入模型中会提高方向精度,加权后也可以保证其垂直方向一定的精度。 

【文章来源】：软件. 2020,41(10)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同方向上两种算法所Fig.1Comparisonofabsolutevaluesofcoordinateer

觥１疚牟捎眉尤ǖ姆绞奖?证其垂直方向的稳定性。对公式（5）求方向精度方程式进行适当的更改，将公式（3）中n、m1、m2、m3、i1、i2分别赋值为1、p1*cosa+p2*cos(a+90°)、p1*sina+p2*sin(a+90°)、0、1、1，其中p1，p2为0-1之间的实数，所得多项式如公式（6）所示。其中所求方向权值越大图1不同方向上两种算法所得坐标误差绝对值对比图Fig.1Comparisonofabsolutevaluesofcoordinateerrorsobtainedbytwoalgorithmsindifferentdirections图230度与120度垂直方向的误差绝对值分布图Fig.2Distributionofabsoluteerrorvaluesintheverticaldirectionof30and120degrees

第41卷第10期软件《软件》杂志欢迎推荐投稿：cosoft@vip.163.com112所得结果越好，但其垂直方向精度越差。由于数据的不同所赋予权值的效果不同，本文不对权值进行量化分析。总体原则是，为确保所求方向精度较高的同时保证其垂直方向一定的精度，可以赋予所求方向一个较大的权值，垂直方向一个相对较小的权值。赋予p1=0.9，p2=0.1。重新计算加权后30度方向和120度方向最优情况下，其垂直方向精度的分布情况，得到图3。从图像中可以得出其加权后HLS在30度和120度的垂直方向精度趋于稳定并优于LS算法。HLS算法仍然优于LS算法是由于其损失了Z这一维度的精度，在实际应用中高程这一维度往往和平面分开，可以先将高程这一维度当作过渡变量，参与运算得到最优方向解，但实际高程这一维度的精度并不由坐标转换得到。12||(cossin)(cos(90)sin(90))||fpxypxy（6）在坐标转换问题中往往除已知公共点外还含有非公共点进行转换，为了验证含有非公共点情况下的坐标转换效果，将上述实验的1000个点进行分离。通过前500个点作为训练样本，在加权后不同方向精度最优准则下求得的七参数，作为后500个点的转换参数，将求得的转换后的坐标与真实坐标求差值得到结果如图4所示。4个代表性方向HLS算法的精度明显高于LS算法的精度，并且具有一定的稳定性，其二维平面图3加权后30度和120度垂直方向的误差绝对值分布图Fig.3Distributionofabsoluteerrorvaluesintheverticaldirectionof30degreesand120degreesafterweighting图4HLS和LS两种算法在不同方向误差绝对值对比图Fig.4ComparisonofabsoluteerrorvaluesofHLSandLSalgorithmsindifferentdirections

【参考文献】：
期刊论文
[1]引入基准旋转中心的坐标转换方法研究[J]. 马下平,林超才,师芸.  大地测量与地球动力学. 2018(03)
[2]加权整体最小二乘的验后估计在三维坐标转换中的应用[J]. 王祝安,陈义,毛鹏宇.  大地测量与地球动力学. 2018(02)
[3]基于单位四元数的任意旋转角度的三维坐标转换[J]. 李志伟,李克昭,赵磊杰,王云凯,梁晓庆.  大地测量与地球动力学. 2017(01)
[4]基于选权迭代的总体最小二乘算法在三维坐标转换中的应用[J]. 徐波,高井祥,李增科,刘洋.  大地测量与地球动力学. 2015(04)
[5]多元总体最小二乘在三维坐标转换中的应用[J]. 黄令勇,吕志平,任雅奇,陈正生,王宇谱.  武汉大学学报(信息科学版). 2014(07)



本文编号：3504587