算起來還挺復雜的
地球的經緯度坐標是球坐標(x,y),x是經度,y是緯度
先把它轉換成直角坐標(X,Y,Z)
設地球半徑為r
則有轉換式:
X=r*cos(y)*cos(x)
Y=r*cos(y)*sin(x)
Z=r*sin(y)
分別得到A(x1,y1),B(x2,y2)兩點的直角坐標A(X1,Y1,Z1),B(X2,Y2,Z2)
那麼AB兩點間直線距離是L=√[(X2-X1)^2+(Y2-Y1)^2+(Z2-Z1)^2]
把上面轉換式代入化簡可以得到L=r*√[2-2cos(y1)*cos(y2)*cos(x1-x2)-2sin(y1)*sin(y2)]
設AB兩點對球心所夾圓心角為θ(弧度),則有L=2r*sin(θ/2)=2r*√[(1-cosθ)/2]=r*√[2*(1-cosθ)]
因此cosθ=1-L^2/(2r^2)=cos(y1)*cos(y2)*cos(x1-x2)+sin(y1)*sin(y2)
那麼弧長=r*θ
=r*arccos[cos(y1)*cos(y2)*cos(x1-x2)+sin(y1)*sin(y2)]
這里的經緯度用角度弧度均可,因為都要代入三角函數,但arccos得到的θ必須用弧度
❷ 無人機的橫滾角度和俯仰角度有什麼來測得
一般定義載體的右、前、上三個方向構成右手系,繞向前的軸旋轉就是橫滾角,繞向右的軸旋轉就是俯仰角,繞向上的軸旋轉就是航向角。
俯仰角:機體坐標系X軸與水平面的夾角。當X軸的正半軸位於過坐標原點的水平面之上時,俯仰角為正,按習慣,俯仰角θ的范圍為:-π/2≤θ≤π/2。
加速度計用於測量加速度。藉助一個三軸加速度計可以測得一個固定相對地球表面的運動方向,但是一旦運動起來,情況就會變得復雜的多。如果做自由落體,加速度計測得的加速度值為零。如果朝某個方向做加速度運動,各個軸向加速度值會含有重力產生的加速度值,使得無法獲得真正的加速度值。例如,安裝在60度橫滾角飛機上的三軸加速度計會測得2G的垂直加速度值,而事實上飛機相對地區表面是60度的傾角。因此,單獨使用加速度計無法使飛機保持一個固定的航向。
陀螺儀測量機體圍繞某個軸向的旋轉角速率值。使用陀螺儀測量飛機機體軸向的旋轉角速率時,如果飛機在旋轉,測得的值為非零值,飛機不旋轉時,測量的值為零。因此,在60度橫滾角的飛機上的陀螺儀測得的橫滾角速率值為零,同樣在飛機做水平直線飛行時,角速率值為零。可以通過角速率值的時間積分來估計當前的橫滾角度,前提是沒有誤差的累積。陀螺儀測量的值會隨時間漂移,經過幾分鍾甚至幾秒鍾定會累積出額外的誤差來,而最終會導致對飛機當前相對水平面橫滾角度完全錯誤的認知。因此,單獨使用陀螺儀也無法保持飛機的特定航向。
❸ 僅僅通過磁場記可以計算出航向角嗎
在研究磁航向姿態測量系統和分析環境磁場對系統航向角測量精度的影響的基礎上,本文提出了一種航向角度修正的方法.該方法採用具有旋轉不變性的橢圓最佳擬合方法擬合磁感測器測量值,並根據輸出點到擬合橢圓的距離作為判據濾除連續測試條件下的測量雜訊,將橢圓參數經過投影伸縮變換的方法來得到修正的航向角度.與已有方法相比該方案可在很少的人工干預下有效修正磁航向系統在水平姿態下的環境磁場影響,並可用於載體連續運動狀態的自動校正,實驗結果證明了理論分析的正確性
❹ 航向陀螺儀的詳解
利用陀螺特性測量飛機航向的飛行儀表。航向陀螺儀的結構原理如圖所示,其主要部件是方位陀螺儀,外環軸(即方位軸)通過軸承豎直支承在儀表殼體內。陀螺轉子高速旋轉時,自轉軸和裝在外環上的航向刻度環靠陀螺穩定性穩定在一定方位上。飛機轉彎時,儀表殼體與標線隨同飛機相對航向刻度環轉過的角度就是飛機航向的變化角。方位陀螺儀不能自尋地理方位,飛機所在地的地理北向隨著地球自轉和飛機的運動而不斷地相對慣性空間轉動,因此須隨時修正陀螺自轉軸的指向,才能正確地測量飛機航向角。一種最簡單的修正方法是沿自轉軸方向裝一配重,產生繞內環軸的修正力矩,使陀螺繞外環軸不斷進動。因修正力矩不能隨緯度的變化和飛機運動速度的不同而改變,航向陀螺儀在長時間內測量航向的精度較低,故常用來測量飛機轉彎時航向角的變化。
航向陀螺儀分為直讀式和遠讀式。直讀式航向陀螺儀又稱陀螺半羅盤;遠讀式航向陀螺儀輸出飛機航向角變化的信息,供指示器指示或作為陀螺磁羅盤和航向系統等飛行儀表設備的一個主要部件。為了避免飛機機動飛行時陀螺方位軸偏離地垂線而引起傾側支架誤差,有的航向陀螺儀在外環(方位環)外面還增加1~2個隨動環,隨動環由垂直陀螺儀輸出的俯仰和傾側信息控制,這可使外環(方位環)不受飛機姿態的影響而始終保持垂直方向,提高測量精度。
❺ 什麼是航向角
航向角:
飛機和太空梭的縱軸與地球北極之間的夾角。又稱真航向角。真航向角是磁航向角和磁偏角的代數和。
定義:
太空梭縱軸與地球北極之間夾角。
計算:
磁航向角和磁偏角的代數和。
相關詳細內容請進一步查詢。
❻ 航向的測量儀器
航向陀螺儀(directionalgyroscope),利用陀螺特性測量飛機航向的飛行儀表。陀螺轉子高速旋轉時,其旋轉軸具有方向穩定不變的特性。因此方位陀螺儀在飛機轉彎時,雖然儀表殼體隨著飛機轉向,但陀螺轉子仍穩定在一定方位上,航向刻度指出了飛機所轉過的角度。由於飛機所在位置的地理北向隨著地球自轉和飛機的運動而不斷地相對於慣性空間轉動,所以需隨時修正陀螺自轉軸的指向,才能正確地測量飛機航向角。航向陀螺儀在長時間內測量航向的精度較低,故常用來測量飛機轉彎時航向角的變化。航向陀螺儀有兩種類型:①直讀式航向陀螺儀。又稱陀螺半羅盤。②遠讀式航向陀螺儀。輸出飛機航向角變化的信息,供指示器指示或作為陀螺磁羅盤和航向系統的一個主要部件。
❼ 三軸陀螺儀MPU-6050型號,如何計算航向角,求詳細解釋,小弟愚鈍,忘大俠們指點一二。。。。小弟實在無分了
首先三軸的姿態是耦合的,不能能直接用加速度的分量的夾角來計算,如果姿態只繞一個軸轉才可以這么算。
利用重力的分量來計算姿態只能適用於靜態情況,動態情況誤差就極大,因為運動的時候模塊本身有加速度,MPU6050無法分辨出那部分是重力,那部分是運動產生的加速度,結果就是只要有加速度,姿態就變化了,事實上姿態可能沒有變。
正確的做法是要按照坐標旋轉的公式來解,並配合動態卡爾曼濾波演算法才能在動態情況下得到相對穩定的解。
淘寶網上有一家做的串口MPU6050模塊,帶濾波和姿態解算輸出地,效果很好,而且是串口介面的,不用處理復雜的I2C協議,淘寶上面搜索 「串口MPU6050」 就能找到,北京的那家就是。
❽ 攝影測量中,"航向傾角""旁向傾角""相片旋角"分別是什麼意思
1、航向傾角,是攝影方向在uw軸平面上的投影與w軸的夾角;
2、旁向傾角,是攝影方向同它在uw平面上投影之間的夾角;
3、相片旋角,是平面在像片上的交線與像片上y軸之間的夾角。
我國習慣規定:角順時針方向為正、角逆時針方向為正。
❾ 什麼是航向角 俯仰角 橫滾角
航向角是從正角度向東增加的局部北向旋轉。俯仰角是指從局部的東北平面開始的旋轉。正俯仰角在平面上方。負俯仰角在平面以下。很滾叫是圍繞局部東軸應用的第一個旋轉。
慣導系統為運動載體提供位置、速度、姿態(航向角、俯仰角、橫滾角)等信息,不同應用領域對慣性元器件性能和慣導精度的要求各不相同。
(9)航向角的測量方法擴展閱讀
飛機的機頭方向,其大小是用飛機縱軸的水平投影與地平面上某一基準線之間的夾角度量。並規定正航向角的計算方法是從基準線的正方向按順時針方向量至定位線的正方向。用羅盤測量飛機航向,實質就是用羅盤感測器來測定地平面上的基準線的位置。
不同的羅盤採用不同的基準線。目前儀表羅盤所用的基準線有地球磁子午線、真子午線、飛行航線起點子午線或飛機轉彎起點航線。
通常這些基準線的正方向是指磁北線、真北線和飛行方向線。用羅盤測量飛機航向,實質就是用羅盤感測器來測定地平面上的基準線的位置。由於基準不同,故將航向分為真航向、磁航向、羅航向、大圓航向和陀螺航向。