时空数据_03_导航定位

导航定位

  导航（navigation）
      确定物体相对已知参考系的位置和速度
	  从一点出发到达另一点的航线规划和保持、回避障碍和避免碰撞
  定位（positioning）即确定载体的空间位置坐标
     实时定位和后处理定位  静态定位和动态定位
  移动无线数据传输；导航电子地图
  卫星导航定位基准站

定位模块

 IMU、GPS、里程计和视觉里程计等
 GPS即全球定位系统（Global Position System）的定位原理叫做三角定位法（Triangulation）过GPS＋RTK的方法来解决定问题
 RTK（Real Time Kinematic，实时动态载波相位差分技术）
 CORS 连续运行（卫星定位服务）参考站（Continuously Operating Reference Stations），缩写为CORS
 IMU：加速度计和陀螺仪合起来就是是 IMU（惯性测量单元）一个解决速度，一个解决方向。IMU 频率为1000Hz，所以 IMU 可以提供接近实时的位置信息
 
 Ntrip（NetWorked  Transport  of  RTCM  via  Internet  Protocol）协议
    来实现 CORS（Continues  Operation  Reference  System）观测站和用户之间差分数据的无线传输 
 
 一种是NDS（Navigation Data Standard导航数据标准），一种是OpenDrive
汽车时空数据 

坐标系

GPS直接提供的坐标（B,L,H）是1984年世界大地坐标系(Word Geodetic System 1984即WGS-84)的坐标，
     其中B为纬度，L为经度，H为大地高即是到WGS-84椭球面的高度
	      经度 longitude，纬度 latitude，高程 altitude
		高程是距离基准椭球体的高度，海拔是距离大地水准面的高度 地球的各处的海拔平面和基准椭球面是有不同的差异的  
	  经纬度：111 , 31
	  经纬度的等距偏移，不等于距离的等距偏移
北斗系统的空间基准是2000中国大地坐标系,即CGCS2000
   1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的经纬度坐标（B,L），高程一般为海拔高度h
   我国地图采用的是1954北京坐标系或者1980西安坐标系下的高斯投影坐标（x,y,）和
    CGCS2000国家大地坐标系-属于地心大地坐标系统
	   Z轴指向BIH1984.0定义的协议极地方向(BIH国际时间局)，
	   X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议赤道的交点，Y轴按右手坐标系确定
	   2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心
UTM（Universal Transverse Mercator Grid System，通用横墨卡托格网系统）坐标是一种平面直角坐标
    UTM坐标的原点位于赤道上的中央子午线,东向坐标为500,000米,北向坐标为0米
	UTM 经度区范围为1到60，其中58个区的东西跨度为 6°。纬度范围从 80°S 到 84°N 之间的所有区域。
	    1 2 3 50
	   一共有 20个UTM 纬度区，每个区的南北跨度为 8°，使用字母 C 到 X 标识（其中没有字母 I 和 O）
	     50N 50R
	   UTM 坐标系中，不同分区之间的坐标是不连续的！跨区时需要处理坐标跳变的问题。
	 
	   UTM的分区号以及位置是处于北半球还是南半球
         UTM的XY坐标转换为WGS84的经纬度坐标	
	 
	   
ENU
  站心坐标系，即东北天坐标系，可以直接的理解为地心地固直角坐标系通过旋转和平移，
    把坐标原点平移到了选中的球面 base 点，xyz 坐标轴旋转指向了该点的东北天，北为真北，即地理北极	
     world坐标系到map坐标系	 

定位终端数据传输协议

  RTCM（Radio Technical Commission for Maritime services）标准协议。

GPCHC 数据协议的GPS数据

主机与工控机通过GPCHC 数据协议进行GPS信息传输
 最常用的格式为"GGA"，它包含了定位时间，纬度，经度，高度，
      定位所用的卫星数，DOP值,差分状态和校正时段等，其他的有速度，跟踪，日期
  NMEA-0183协议是GPS接收机应当遵守的标准协议，
  自行约定的协议比如GARMIN
   “,”区分，以保证应用程序的兼容性。
 例：$GPGSA,A,3,01,20,19,13,40.4,24.4,32.2*0A

百度地图api中采用两种坐标体系,

$GPCHC,GPSWeek,GPSTime,Heading,Pitch,Roll,gyro x,gyro y,gyro z,accx,accy,accz,
Lattitude,Longitude,Altitude,Ve,Vn,Vu,Baseline,NSV1,NSV2,Status,Age,Warming,Cs<CR><LF>   

说明：偏航角 俯仰角 横滚角
      gyro 陀螺仪 x轴 Y轴 Z轴 -- 角运动检测装置-- 角速度和角加速度的
      acc  加表 X轴 Y轴 Z轴   -  加速度表
	  纬度 经度 高度 东向速度 北向速度 天向速度 车辆速度
	  主天线1 府天线2  状态 age-差分延时 cs校验
	 
俯仰角(pitch)、偏航角(yaw)、横滚角(roll)
	    一般定义载体的右、前、上三个方向构成右手系，
	     roll 绕向前的轴旋转就是横滚角，
		 pitch 绕向右的轴旋转就是俯仰角，
		 yaw  绕向上的轴旋转就是航向角 
		 
	     roll  横滚角ϕ：飞机对称平面与通过飞机机体纵轴的铅垂平面间的夹角，右滚为正；
俯仰     pitch  俯仰角θ：机体轴与地平面（水平面 ）之间的夹角，飞机抬头为正；
偏航     yaw  偏航角ψ：机体轴在水平面上的投影与地轴之间的夹角，以机头右偏为正。
转动分定轴转动(如机器上的某个转动部件)、定点转动(如陀螺的运动)和平面运动 (如车轮的运动)

$GPCHC,2181,350595.000,160.48,-0.30,-0.62,1.20,-0.03,-13.84,0.1522,0.0600,0.9887,
35.94423141,120.83540474,5.54,1.694,-5.483,-0.021,5.739,24,26,12,0,2*61

标准和规范

 地图导航定位产品通用规范  GB/T 35766-2017
 导航应用软件基本功能及技术要求 GB/T 39774-2021   

实时定位

  千寻位置以“互联网+位置（北斗）”的  千寻位置的服务 Automotive SPICE

参考：

 Apollo详解之定位模块———导航设备硬件基础 https://blog.csdn.net/weixin_49024732/article/details/118721546
 gps周 python_从Python开始的几周以来的GPS时间？  https://blog.csdn.net/weixin_42356378/article/details/111951482
 华测INS CGI-410 测试和设置（一）  http://www.manongjc.com/detail/27-vodnlrvkthmflob.html