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GPS的海拔数据为何不准确详解无人机导航

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来源: 作者: 2018-10-25 11:23:11

GPS的海拔数据为何不准确?详解无人机导航中的位置坐标系

导读:

GPS经常是我们谈起无人机系统时首先想到的功能模块,而能够按照预先规划的飞行路线进行自动飞行,也是无人机在功能上与航模的主要区别之一。

GPS经常是我们谈起无人机系统时首先想到的功能模块,而能够按照预先规划的飞行路线进行自动飞行,也是无人机在功能上与航模的主要区别之一。  不管是天上飞的,地上跑的,还是海里游的交通工具或仪器设备,如果我们希望能引导它们到期望的目标位置,就需要获得被控对象在某个坐标系中的具体坐标,无人机导航也是如此。我们期望无人机从A点飞到B点,就要不断通过GPS或其它导航仪器获取无人机当下的位置坐标,并根据无人机的位置调整无人机的姿态,最终到达目的地。  在无人机导航中,对GPS的数据经常出现一些误解,比如GPS输出的高度坐标是相对于海平面,所以应该像经纬度一样可以直接使用;通过GPS获得的速度信息可以直接使用;IMU输出的飞行器加速度是平面加速度  中学物理知识告诉我们,当我们描述物体运动时,一定是相对于特定坐标系的,GPS和IMU等设备在输出运动和位置数据时也是如此,这些问题所涉及的正是无人机导航中的基础概念无人机坐标系这也是无人机导航中最容易让人混乱的概念之一。  无人机导航中常见的坐标系包括:  地球中心坐标系(ECEF)(EarthCenteredEarthFixedCoordinateSystem,ECEF)  WGS-84大地坐标系(WorldGeodeticCoordinateSystem1984)  当地水平坐标系(North-East-DownCoordinateSystem,NED)  机体坐标系(BodyFrame)  机体水平坐标系(Vehicle-carriedNEDCoordinateSystem)  接下来我们就来简单说明一下这些坐标系在无人机导航中的应用。  地球中心坐标系(ECEF)  ECEF坐标系与地球固联,且随着地球转动。图中O即为坐标原点,位置在地球质心。X轴通过格林尼治线和赤道线的交点,正方向为原点指向交点方向。Z轴通过原点指向北极。Y轴与X、Z轴构成右手坐标系。

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