大疆无人机飞行器航空器坐标知识整理_大疆无人机直播流 sei 经纬度

一、大地坐标系。GIS开发，移动开发，web开发，GPS（非专业GIS人士，若有错误求轻锤）。全文以大疆无人机开发为背景举例说明。

我们常用的民用坐标系常用的有：

1、WGS84坐标系：即地球坐标系（World Geodetic System），国际上通用的坐标系。设备包含的GPS芯片或者北斗芯片获取的经纬度一般都是为WGS84地理坐标系，目前谷歌地图采用的是WGS84坐标系（中国范围除外）。WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。其参数为经度、纬度、海拔高度。

2、GCJ02坐标系：即火星坐标系，国测局坐标系。是由中国国家测绘局制定。由WGS84坐标系经加密后的坐标系。谷歌中国和搜搜中国采用的GCJ02地理坐标系。

3、BD09坐标系：百度坐标系，GCJ02坐标系经加密后的坐标系。

（以上参考于百度）

其他各种各样的坐标基本都是在此基础上加密。

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有关第三方API坐标系情况如下：（以下截图来源自百度，若侵删）

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转换代码附上（项目中用了很多年的，留下你的赞，放心用）：

/**
 * 提供了百度坐标（BD09）、国测局坐标（火星坐标，GCJ02）、和WGS84坐标系之间的转换
 */
public class CoordinateTransformUtil {
 
    private static final double x_PI = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;
    private static final double PI = 3.1415926535897932384626;
    private static final double a = 6378245.0;
    private static final double ee = 0.00669342162296594323;
 
    /**
     * 百度坐标（BD09）转 GCJ02
     *
     * @param lng 百度经度
     * @param lat 百度纬度
     * @return GCJ02 坐标：[经度，纬度]
     */
    public static double[] transformBD09ToGCJ02(double lng, double lat) {
        double x = lng - 0.0065;
        double y = lat - 0.006;
        double z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * x_PI);
        double theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * x_PI);
        double gcj_lng = z * Math.cos(theta);
        double gcj_lat = z * Math.sin(theta);
        return new double[]{gcj_lng, gcj_lat};
    }
 
    /**
     * GCJ02 转百度坐标
     *
     * @param lng GCJ02 经度
     * @param lat GCJ02 纬度
     * @return 百度坐标：[经度，纬度]
     */
    public static double[] transformGCJ02ToBD09(double lng, double lat) {
        double z = Math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * Math.sin(lat * x_PI);
        double theta = Math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * Math.cos(lng * x_PI);
        double bd_lng = z * Math.cos(theta) + 0.0065;
        double bd_lat = z * Math.sin(theta) + 0.006;
        return new double[]{bd_lng, bd_lat};
    }
 
    /**
     * GCJ02 转 WGS84
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return WGS84坐标：[经度，纬度]
     */
    public static double[] transformGCJ02ToWGS84(double lng, double lat) {
        if (outOfChina(lng, lat)) {
            return new double[]{lng, lat};
        } else {
            double dLat = transformLat(lng - 105.0, lat - 35.0);
            double dLng = transformLng(lng - 105.0, lat - 35.0);
            double radLat = lat / 180.0 * PI;
            double magic = Math.sin(radLat);
            magic = 1 - ee * magic * magic;
            double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
            dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
            dLng = (dLng * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * PI);
            double mgLat = lat + dLat;
            double mgLng = lng + dLng;
            return new double[]{lng * 2 - mgLng, lat * 2 - mgLat};
        }
    }
 
    /**
     * WGS84 坐标 转 GCJ02
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return GCJ02 坐标：[经度，纬度]
     */
    public static double[] transformWGS84ToGCJ02(double lng, double lat) {
        if (outOfChina(lng, lat)) {
            return new double[]{lng, lat};
        } else {
            double dLat = transformLat(lng - 105.0, lat - 35.0);
            double dLng = transformLng(lng - 105.0, lat - 35.0);
            double redLat = lat / 180.0 * PI;
            double magic = Math.sin(redLat);
            magic = 1 - ee * magic * magic;
            double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
            dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
            dLng = (dLng * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.cos(redLat) * PI);
            double mgLat = lat + dLat;
            double mgLng = lng + dLng;
            return new double[]{mgLng, mgLat};
        }
    }
 
    /**
     * 百度坐标BD09 转 WGS84
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return WGS84 坐标：[经度，纬度]
     */
    public static double[] transformBD09ToWGS84(double lng, double lat) {
        double[] lngLat = transformBD09ToGCJ02(lng, lat);
 
        return transformGCJ02ToWGS84(lngLat[0], lngLat[1]);
    }
 
    /**
     * WGS84 转 百度坐标BD09
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return BD09 坐标：[经度，纬度]
     */
    public static double[] transformWGS84ToBD09(double lng, double lat) {
        double[] lngLat = transformWGS84ToGCJ02(lng, lat);
 
        return transformGCJ02ToBD09(lngLat[0], lngLat[1]);
    }
 
    private static double transformLat(double lng, double lat) {
        double ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + 0.1 * lng * lat + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
        ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (20.0 * Math.sin(lat * PI) + 40.0 * Math.sin(lat / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (160.0 * Math.sin(lat / 12.0 * PI) + 320 * Math.sin(lat * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
        return ret;
    }
 
    private static double transformLng(double lng, double lat) {
        double ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + 0.1 * lng * lat + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
        ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (20.0 * Math.sin(lng * PI) + 40.0 * Math.sin(lng / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (150.0 * Math.sin(lng / 12.0 * PI) + 300.0 * Math.sin(lng / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        return ret;
    }
 
    /**
     * 判断坐标是否不在国内
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return 坐标是否在国内
     */
    public static boolean outOfChina(double lng, double lat) {
        return (lng < 72.004 || lng > 137.8347) || (lat < 0.8293 || lat > 55.8271);
    }
}

这里以常用的高德API举例：

无人机GPS给到的WGS84坐标longitude、latitude如果要展示在高德地图上，就需要转换为GCJ02坐标，再去用new LatLng(lat, lng)。

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二、局部切线平面（参考1）

　　从定义来分类，局部切线平面可分为基于垂直和水平尺寸定义的平面，其表现在纵坐标为上还是下。纵坐标为上时，称为ENU（东、北、天）坐标系，主要用于地理方面；纵坐标为下时，称为NED（北、东、地）坐标系，特别用于航空航天。 

无人机属于航空飞行器，使用的是NED坐标系。即以自身平面为坐标系，大疆无人机机头朝向的yaw、pitch、roll。

使用场景：在一些计算调整无人机飞行方向等，算法用到。

比如要求无人机在一定范围内飞行，即将飞出则自动让无人机刹车。如何判断无人机即将飞出？

那就需要用到高中几何知识了，在NED坐标系中解析无人机机头yaw朝向，与边界线做垂线。。。。。。

参考：

坐标系基础知识，文中图引自 https://www.cnblogs.com/ethanda/p/10325109.html