GPS经纬度转84坐标系

一般来讲，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。而在实际应用中，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,），不过也有一些电子地图采用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。

GPS的测量结果与我国的54系或80系坐标相差几十米至一百多米，随区域不同，差别也不同，经粗落统计，我国西部相差70米左右，东北部140米左右，南部75米左右，中部45米左右。

1984世界大地坐标系WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系，是一种协议地球坐标系。WGS-84坐标系的定义是：原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数：长半轴a=6378137m；扁率f=1:298.257223563。

GPS.cpp

#include <iostream>
#include <math.h>
#include "gps.h"void GeodeticToCartesian (PCRDCARTESIAN &pcc, PCRDGEODETIC &pcg)
{double B;        //纬度度数double L;        //经度度数double L0;        //中央经线度数double l;        //L-L0double t;        //tanBdouble m;        //ltanBdouble N;        //卯酉圈曲率半径 double q2;double x;        //高斯平面纵坐标double y;        //高斯平面横坐标double s;        //赤道至纬度B的经线弧长double f;        //参考椭球体扁率double e2;        //椭球第一偏心率double a;        //参考椭球体长半轴//double b;        //参考椭球体短半轴double a1;double a2;double a3;double a4;double b1;double b2;double b3;double b4;double c0;double c1;double c2;double c3;int Datum=84;        //投影基准面类型：北京54基准面为54，西安80基准面为80，WGS84基准面为84int prjno=0;        //投影带号int zonewide=3;        double IPI=0.0174532925199433333333;        //3.1415926535898/180.0B=pcg.latitude ; //纬度L=pcg.longitude ; //经度if (zonewide==6) {prjno=(int)(L/zonewide)+1;L0=prjno*zonewide-3;}else{prjno=(int)((L-1.5)/3)+1;L0=prjno*3;}if(Datum==54){a=6378245;f=1/298.3;}        else if(Datum==84){a=6378137;f=1/298.257223563;}L0=L0*IPI;L=L*IPI;B=B*IPI;e2=2*f-f*f;//(a*a-b*b)/(a*a);l=L-L0;t=tan(B);m=l * cos(B);N=a/sqrt(1-e2* sin(B) * sin(B));q2=e2/(1-e2)* cos(B)* cos(B);a1=1+(double)3/4*e2+(double)45/64*e2*e2+(double)175/256*e2*e2*e2+(double)11025/16384*e2*e2*e2*e2+(double)43659/65536*e2*e2*e2*e2*e2;a2=(double)3/4*e2+(double)15/16*e2*e2+(double)525/512*e2*e2*e2+(double)2205/2048*e2*e2*e2*e2+(double)72765/65536*e2*e2*e2*e2*e2;a3=(double)15/64*e2*e2+(double)105/256*e2*e2*e2+(double)2205/4096*e2*e2*e2*e2+(double)10359/16384*e2*e2*e2*e2*e2;a4=(double)35/512*e2*e2*e2+(double)315/2048*e2*e2*e2*e2+(double)31185/13072*e2*e2*e2*e2*e2;b1=a1*a*(1-e2);b2=(double)-1/2*a2*a*(1-e2);b3=(double)1/4*a3*a*(1-e2);b4=(double)-1/6*a4*a*(1-e2);c0=b1;c1=2*b2+4*b3+6*b4;c2=-(8*b3+32*b4);c3=32*b4;s=c0*B+cos(B)*(c1*sin(B)+c2*sin(B)*sin(B)*sin(B)+c3*sin(B)*sin(B)*sin(B)*sin(B)*sin(B));x=s+(double)1/2*N*t*m*m+(double)1/24*(5-t*t+9*q2+4*q2*q2)*N*t*m*m*m*m+(double)1/720*(61-58*t*t+t*t*t*t)*N*t*m*m*m*m*m*m;y=N*m+(double)1/6*(1-t*t+q2)*N*m*m*m+(double)1/120*(5-18*t*t+t*t*t*t-14*q2-58*q2*t*t)*N*m*m*m*m*m;y=y+1000000*prjno+500000;pcc.x=x;pcc.y=y-38000000;pcc.z=pcg.height;}

GPS.h

#ifndef GPS_H
#define GPS_H//笛卡尔坐标系
typedef struct tagCRDCARTESIAN{
double x;
double y;
double z;
}PCRDCARTESIAN;//大地坐标系
typedef struct tagCRDGEODETIC{
double longitude; //经度
double latitude;  //纬度
double height;    //大地高,可设为0
}PCRDGEODETIC;void GeodeticToCartesian (PCRDCARTESIAN &pcc, PCRDGEODETIC &pcg);#endif

关于调用：

  //初始位置PCRDCARTESIAN s_x_y;PCRDGEODETIC s_l_l;s_l_l.latitude = light_data.begin()->imu_data[0]; s_l_l.longitude = light_data.begin()->imu_data[1];GeodeticToCartesian(s_x_y, s_l_l);//得到相对于初始状态的位移值，单位mfor(auto it_light = light_data.begin(); it_light != light_data.end(); it_light++){PCRDCARTESIAN x_y;PCRDGEODETIC l_l;l_l.latitude = it_light->imu_data[0];l_l.longitude = it_light->imu_data[1];GeodeticToCartesian(x_y, l_l);//与自己的坐标系相对应it_light->p_y = x_y.x - s_x_y.x;it_light->p_x = x_y.y - s_x_y.y;}

通过以上的转换，就可以为里程计提供初始定位信息，提高配准成功率

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