无人机控制中的几个坐标系

1、GPS坐标系（WGS-84坐标系）

ECEF坐标系用在GPS中，就是WGS-84坐标系。

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。

GPS坐标系也称为BLH坐标系，即精度、纬度、海拔高度坐标系。GPS输出的高度是垂直于椭球表面的高度而非海平面高度，然而地球可不是一个标准的“椭球体”。地球实际形状与参考椭球体的偏差，范围在正负100m之间，它随着地球重力分布变化，没有唯一的确定数值。所以，GPS直接输出的海拔数据也就会始终存在一个“误差”了。

 

2、NED坐标系

即北东地坐标系，x轴是北，y轴是东，z轴向下。

 

3、机体坐标系

机体坐标系与飞行器固联，坐标系符合右手法则，原点在飞行器重心处，X轴指向飞行器机头前进方向，Y轴由原点指向飞行器右侧，Z轴方向根据X、Y轴由右手法则确定。机体坐标系是无人机惯性导航的基础坐标系，IMU中获得的加速度状态信息就是该坐标系下的数值。当我们获取IMU输出的X轴加速度信息时，是基于机体坐标系的，不能直接应用在NED坐标系下。

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