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  • GPS转当地坐标系.zip

    2019-09-25 18:47:10
    在已知GPS的情况下,可以利用该程序转化到当地坐标系。该程序是基于实例,并通过验证,实例为已知相机和目标点的Gps,可以求得以相机为坐标原点的空间直角坐标系,并且可以求得相机相对于坐标点的俯仰、偏航角度。
  • 当地水平坐标系(LLF)、东北天坐标系ENU 地平坐标系 载体/机体坐标系 原创不易,路过的各位大佬请点个赞 一、 地心惯性坐标系(ECI)          在空间保持静止或匀速直线运动(无加速度)...

    导航中的几种常用坐标系

    1. 地心惯性坐标系(ECI)
    2. 地心地固坐标系(ECEF)
    3. 当地水平坐标系(LLF)、东北天坐标系ENU
    4. 地平坐标系
    5. 载体/机体坐标系

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    一、 地心惯性坐标系(ECI)

             在空间保持静止或匀速直线运动(无加速度)的坐标系称为惯性坐标系。所有惯性器件在测量轴方向产生的都是惯性系下的测量结果。此外,还需要在惯性系下完成卫星绕地球的位置和速度的估计。对于近地卫星,通常采用地心惯性(ECI)坐标系。

    1. 地球质心为坐标系原点;
    2. zz轴沿着地球自转轴指向协议地极;
    3. xx轴位于赤道平面内,并指向春分点;
    4. yy轴符合右手笛卡儿坐标系。

    ECI 坐标系的坐标轴利用上标ii表示为xix_i ,yiy_i ,ziz_i

    在这里插入图片描述

    Fig. ECI和ECEF坐标系

    二、 地心地固坐标系(ECEF)

             地心地固坐标系(ECEF)与ECI坐标系有着相同的坐标原点和zz轴定义,但是ECEF坐标系是与地球保持同步旋转的(所以命名为地固)。定义为:
    一般地球导航和跟踪中,惯性坐标系即为ECEF

    1. 坐标原点与地球质心重合;
    2. zz轴指向协议地极;
    3. xx轴指向赤道与本初子午线(格林尼治子午线)的交点;
    4. yy轴在赤道平面上与xx轴和zz轴构成右手笛卡儿坐标系。

    在这里插入图片描述
    ECI 坐标系的坐标轴利用上标ii表示为xex_e ,yey_e ,zez_e

    地心地固坐标系是参与地球自转的,它相对惯性坐标系的转动角速度就等于地球自转角速度。

    三、 当地水平坐标系(LLF)

    又被称之为 地理坐标系

             当地水平坐标系(LLF)用来描述运载器在近地运动中的姿态与速度。LLF坐标系也称为地理或导航坐标系。通常LLF定义如下:

    1. 坐标原点是惯性器件坐标系的中心(惯性器件的三轴交点);
    2. yy轴水平指真北;
    3. zz轴水平指东;
    4. zz轴与xx轴、yy轴构成右手笛卡儿坐标系,方向与地球椭球面垂直。即指向天或地心

    LLF也称为ENU坐标系,因为它的坐标轴分别指向正北、正东,和铅直向上。下图表示了该坐标系之间的关系。另一种常用LLF坐标系与ENU坐标系的z轴定义不同,它与x轴、y轴构成左手笛卡儿坐标系,z轴方向垂直于参考椭球面向下。因此,这种坐标系称为NED(北,东,地)坐标系。本书将采用ENU坐标系。

    LLF坐标系的坐标轴利用上标gg表示为xgx_g ,ygy_g ,zgz_g
    在这里插入图片描述

    四、 地平坐标系

             地平坐标系如图所示,

    1. 坐标原点取在运载体重心
    2. yh轴水平并指向航行方向
    3. zh轴与当地地垂线重合并指向天顶
    4. xh轴也是水平并与yh和zh轴构成右手直角坐标系。
    5. 其中Oxhyh平面就是当地水平面,Oyhzh平面就是运载体的纵向铅垂面。

    在确定运载体姿态角时,采用地平坐标系更为直接和方便。

    地平坐标系的坐标轴利用上标hh表示为xhx_h ,yhy_h ,zhz_h

    在这里插入图片描述

    五、载体/机体坐标系

             在实际应用中,加速度计的测量轴是由运动平台安装固定此器件的轴向决定的。这些坐标轴就形成了载体坐标系,定义如下:

    1. 坐标原点设在载体质心(这样可简化运动方程的推导);
    2. y轴指向载体前方,称为横滚轴,横滚角以y轴为起始旋转轴而得到,符合右手定则;
    3. x轴与y轴夹角90°,指向载体横向,称为俯仰轴,俯仰角以x轴为起始旋转轴而得到,符合右手定则;
    4. z轴与x轴、y轴构成右手笛卡儿坐标系,指向载体垂直方向,称为偏航轴,偏航角以z轴为起始旋转轴而得到,符合右手定则。

    即机体坐标系与载体固连,其坐标原点与飞机重心重合。
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

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  • CGCS2000,地理信息坐标当地
  • 基于当地地理坐标系进行惯性导航计算时, 地心地固坐标系(ECEF)系被作为参考系,当地地理坐标系(NED)构成投影坐标系。利用载体系到导航系的方向余弦阵;表示姿态,速度则表示为载体相对于地心地固坐标系(ECEF)...

           基于当地地理坐标系进行惯性导航计算时, 地心地固坐标系(ECEF)系被作为参考系,当地地理坐标系(NED)构成投影坐标系。利用载体系到导航系的方向余弦阵C_{b}^{n};表示姿态速度则表示为载体相对于地心地固坐标系(ECEF)的速度在导航系中的投影v_{eb}^{n}位置以曲线位置的形式表示(大地纬度L_{b} 、经度 \lambda _{b}以及大地高度h_{b }。上述位置结果通常利用速度积分直接获取,而不是从笛卡儿直角坐标系转换得到。基于当地地理坐标系导航方程的优势是导航计算结果用户可以直接使用,但相较于ECI和ECEF系中进行导航计算增加了复杂度,投影坐标系和参考坐标系之间的姿态关系取决于载体位置。

     

    姿态更新

                                      \dot{C}_{b}^{n}=C_{b}^{n}\Omega_{nb}^{b} =C_{b}^{n}(\Omega_{ib}^{b}-\Omega_{in}^{b})=C_{b}^{n}\Omega_{ib}^{b}-C_{b}^{n}(\Omega_{ie}^{b}+\Omega_{en}^{b})

                                            =C_{b}^{n}\Omega_{ib}^{b}-C_{b}^{n}(\Omega_{ie}^{b}+\Omega_{en}^{b})C_{n}^{b}C_{b}^{n}=C_{b}^{n}\Omega_{ib}^{b}-(\Omega_{ie}^{n}+\Omega_{en}^{n})C_{b}^{n}

    其中:\Omega_{ie}^{n}为地球自转角速率在导航系上的投影,\Omega_{en}^{n}为载体运动导致的导航系对地球系旋转角速度在导航系上的投影。

                                                   \Omega_{ie}^{n}=\omega _{ie}\left ( \begin{matrix} 0 & sinL_{b}& 0\\ -sinL_{b} & 0 & -cosL_{b} \\ 0 & cosL_{b} & 0 \end{matrix} \right )

                                                         \Omega_{en}^{n}=\left ( \begin{matrix} 0 & -\omega _{en,z}^{n}& \omega _{en,y}^{n}\\ \omega _{en,z}^{n}& 0 & -\omega _{en,x}^{n} \\ -\omega _{en,y}^{n} & \omega _{en,x}^{n}& 0 \end{matrix} \right )

                                                       \omega _{en}^{n}=\left ( \begin{matrix} v_{eb,E}^{n}/(R_{E}(L_{b})+h_{b})\\ -v_{eb,N}^{n}/(R_{N}(L_{b})+h_{b}) \\ -v_{eb,E}^{n} tanL_{b}/(R_{E}(L_{b})+h_{b}) \end{matrix}\right )

    比力坐标转换

                                                               f_{ib}^{n}(t)=C_{b}^{n}(t)f_{ib}^{b}(t)               

    速度更新

    当地地理坐标系计算速度更新时,速度的投影坐标系和参考坐标系不一致。当地地理坐标系速度如下:

                                                                 v_{eb}^{n}=C_{e}^{n}v_{eb}^{e}

    微分得到:

                                                          \dot{v}_{eb}^{n}=\dot{C}_{e}^{n}v_{eb}^{e}+C_{e}^{n}\dot{v}_{eb}^{e}

                                                              \dot{C}_{e}^{n}=-\Omega _{en}^{n}C_{e}^{n}

                                                              \dot{v}_{eb}^{e}=a_{eb}^{e}=\ddot{r}_{eb}^{e} (r_{eb}^{e}=r_{ib}^{e}-r_{ie}^{e}(r_{ie}^{e}=0)=r_{ib}^{e})\Rightarrow \dot{v}_{eb}^{e}=\ddot{r}_{ib}^{e}

                                                              \ddot{r}_{ib}^{e}=-\Omega _{ie}^{e}\Omega _{ie}^{e}r_{ib}^{e}-2\Omega _{ie}^{e}\dot{r}_{ib}^{e}-\dot\Omega _{ie}^{e}{r}_{ib}^{e}-a_{ib}^{e}=-\Omega _{ie}^{e}\Omega _{ie}^{e}r_{ib}^{e}-2\Omega _{ie}^{e}\dot{r}_{ib}^{e}-a_{ib}^{e}

    得到:

                                                              \dot{v}_{eb}^{e}=-\Omega _{ie}^{e}\Omega _{ie}^{e}r_{eb}^{e}-2\Omega _{ie}^{e}v_{eb}^{e}-a_{ib}^{e}

    得到:

                                                       \dot{v}_{eb}^{n}=-\Omega _{en}^{n}v_{eb}^{n}+C_{e}^{n}(-\Omega _{ie}^{e}\Omega _{ie}^{e}r_{eb}^{e}-2\Omega _{ie}^{e}v_{eb}^{e}-a_{ib}^{e})

                                                             =-\Omega _{ie}^{n}\Omega _{ie}^{n}r_{eb}^{n}-(\Omega _{en}^{n}+2\Omega _{ie}^{n})v_{eb}^{n}+a_{ib}^{n}

    载体的加速度a_{ib}^{n}是测量的比例和引力加速度之和,重力加速度是引力加速度和向心加速度之和,于是有:

                                                       \dot{v}_{eb}^{n}=f_{ib}^{n}+g_{b}^{n}(L_{b},h_{b})-(2\Omega _{ie}^{n}+\Omega _{en}^{n})v_{eb}^{n}

    位置更新

            沿曲线的速度除以曲线的曲率半径等于曲线所对应角度的时间导数,曲线位置的时间微分是载体相对地球坐标系的速度在当地地理坐标系上投影的线性函数:

                                                                           \dot{L}_{b}=\frac{v_{eb,N}^{n}}{R_{N}(L_{b})+h_{b}}

                                                                      \dot{\lambda }_{b}=\frac{v_{eb,E}^{n}}{(R_{N}(L_{b})+h_{b})cosL_{b}}

                                                                                   \dot{h}_{b}=-v_{eb,D}^{n}

    算法设计时,注意应先计算高度,再计算纬度,最后计算经度,顺序不能颠倒。

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  • 天地图坐标

    万次阅读 2019-11-06 15:52:01
    2.百度地图——BD-09 3.高德地图和谷歌中国地图——GCJ-02 天地图——CGCS2000 4.1坐标系研究 天地图上不同省份使用的坐标系...但是有些地方为当地坐标系,还需测绘局提供保密插件进行处理。 国标2000坐标系与WGS8...

    https://www.cnblogs.com/naaoveGIS/p/5342177.html
    2.百度地图——BD-09
    3.高德地图和谷歌中国地图——GCJ-02
    天地图——CGCS2000
    4.1坐标系研究
    天地图上不同省份使用的坐标系可能不同,目前来看我经手过的浙江、四川均为标准的国标2000坐标系。但是有些地方为当地坐标系,还需测绘局提供保密插件进行处理。

    国标2000坐标系与WGS84坐标系偏差不大,因为CGCS2000坐标系与WGS84坐标系的原点、尺度、定向及定向演变的定义都是相同的,参考椭球的参数略有不同而已。相同的坐标点,在CGCS2000与WGS84下,经度是相同的,只在纬度上存有0.11mm上下的区别,可以忽略掉。

    4.2 本地坐标系矢量数据叠加到天地图上
    a.将本地数据转换为WGS84或者国标2000坐标系数据。

    b.叠加到天地图上。

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  • <script type="text/javascript" src="http://api.map.baidu.com/api?v=2.0&ak=A63e90def3d0f5488ab9032056429a0d"></script&... //获得当前城市 var

    <script type="text/javascript" src="http://api.map.baidu.com/api?v=2.0&ak=A63e90def3d0f5488ab9032056429a0d"></script>


    <script type="text/javascript">
    //获得当前城市
    var myCity = new BMap.LocalCity();
    myCity.get(myFun);

    function myFun(result){


    console.log(result.name); //城市名称
    console.log(result.code); //城市代码
    console.log(result.level); //当前地图Zoom的Level
    console.log(result.center.lat); //当前城市中心点维度
    console.log(result.center.lng); //当前城市中心点经度
    }
    </script>

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空空如也

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