WGS84经纬度坐标转化成UTM坐标
2024-05-10 22:19:28
WGS84经纬度坐标转化成UTM坐标
- 1 利用geodesy功能包实现转化
- 2 利用GeographicLib功能包实现转化
在无人驾驶或者机器人领域，经常会涉及到WGS 84 经纬度坐标与UTM坐标之间的转换，本文总结了两种方式来实现两者的转化。
1 利用geodesy功能包实现转化
头文件：
#ifndef WGS2UTM_H
#define WGS2UTM_H#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <Eigen/Geometry>
#include <GeographicLib/UTMUPS.hpp>
#include <geographic_msgs/GeoPointStamped.h>
#include <geodesy/utm.h>
#include <ros/ros.h>using namespace std;class WGS2UTM
{public:/*** @brief 构造函数*/WGS2UTM();/*** @brief 获取选取原点的经纬度lla坐标* @return 所选取原点的经纬度lla坐标*/inline Eigen::Vector3d get_origin_lla() {return origin_LLA_;}/*** @brief 获取选取原点的经纬度utm坐标* @return 所选取原点的经纬度utm坐标*/inline Eigen::Vector3d get_origin_tum() {return origin_UTM_;}/***********************************************************//***********************************************************//*****利用geodesy功能包实现WGS84经纬度坐标转化成UTM坐标*****//***********************************************************//***********************************************************//*** @brief 把选取的原点的经纬度lla坐标转化为东北天utm坐标* @param origin_LLA 输入--原点经纬度lla坐标*/void set_origin_1(Eigen::Vector3d origin_LLA);/*** @brief 把经纬度lla坐标转化为东北天utm坐标* @param LLA 输入--lla坐标* @param UTM 输出--utm坐标*/void LLA2UTM_1(const Eigen::Vector3d& LLA, Eigen::Vector3d& UTM);/*** @brief 把经纬度lla坐标转化为相对于所选取原点的东北天utm坐标* @param LLA 输入--lla坐标* @param UTM 输出--utm坐标*/void LLA2UTM_origin_1(const Eigen::Vector3d& LLA, Eigen::Vector3d& UTM_origin);private:Eigen::Vector3d origin_LLA_;Eigen::Vector3d origin_UTM_;double torad = M_PI / 180;
};
#endif //WGS2UTM_H
源文件：
#include "convert_wgs2utm/wgs2utm.h"WGS2UTM::WGS2UTM() {}void WGS2UTM::set_origin_1(Eigen::Vector3d origin_LLA)
{origin_LLA_ = origin_LLA;LLA2UTM_1(origin_LLA_, origin_UTM_);
}void WGS2UTM::LLA2UTM_1(const Eigen::Vector3d& LLA, Eigen::Vector3d& UTM)
{geographic_msgs::GeoPointStampedPtr gps_msg(new geographic_msgs::GeoPointStamped());gps_msg->position.latitude = LLA[0];gps_msg->position.longitude = LLA[1];gps_msg->position.altitude = LLA[2];geodesy::UTMPoint utm_point;geodesy::fromMsg(gps_msg->position, utm_point);UTM[0] = utm_point.easting;UTM[1] = utm_point.northing;UTM[2] = utm_point.altitude;
}void WGS2UTM::LLA2UTM_origin_1(const Eigen::Vector3d& LLA, Eigen::Vector3d& UTM_origin)
{//经纬度转换为UTM投影Eigen::Vector3d UTM;LLA2UTM_1(LLA, UTM);//UTM2ENU, UTM投影平移至东北天坐标系, 东北天坐标系原点为第一个采样点UTM_origin = UTM - origin_UTM_;
}
测试案例：
#include <iostream>
#include "convert_wgs2utm/wgs2utm.h"using namespace std;int main()
{WGS2UTM wgs2utm;Eigen::Vector3d origin_LLA;Eigen::Vector3d origin_UTM;origin_LLA[0] = 30.9543508;origin_LLA[1] = 121.4795984;origin_LLA[2] = 17.0970000;wgs2utm.set_origin_1(origin_LLA);origin_UTM = wgs2utm.get_origin_tum();cout << "origin_UTM: (" << origin_UTM[0] << ", " << origin_UTM[1] << ", " << origin_UTM[2] << ")" << endl;cout << "******************************" << endl;Eigen::Vector3d P_LLA; // 任意一点的经纬度坐标Eigen::Vector3d P_UTM; // 该点相对于所选取原点的utm坐标P_LLA[0] = 30.9543508;P_LLA[1] = 121.4755984;P_LLA[2] = 17.0970000;wgs2utm.LLA2UTM_origin_1(P_LLA, P_UTM);cout << "P_UTM: (" << P_UTM[0] << ", " << P_UTM[1] << ", " << P_UTM[2] << ")" << endl;cout << "******************************" << endl;}
输出结果如下：
2 利用GeographicLib功能包实现转化
头文件：
#ifndef WGS2UTM_H
#define WGS2UTM_H#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <Eigen/Geometry>
#include <GeographicLib/UTMUPS.hpp>
#include <geographic_msgs/GeoPointStamped.h>
#include <geodesy/utm.h>
#include <ros/ros.h>using namespace std;class WGS2UTM
{public:/*** @brief 构造函数*/WGS2UTM();/*** @brief 获取选取原点的经纬度lla坐标* @return 所选取原点的经纬度lla坐标*/inline Eigen::Vector3d get_origin_lla() {return origin_LLA_;}/*** @brief 获取选取原点的经纬度utm坐标* @return 所选取原点的经纬度utm坐标*/inline Eigen::Vector3d get_origin_tum() {return origin_UTM_;}/***********************************************************//***********************************************************//**利用GeographicLib功能包实现WGS84经纬度坐标转化成UTM坐标**//***********************************************************//***********************************************************//*** @brief 把选取的原点的经纬度lla坐标转化为东北天utm坐标* @param origin_LLA 输入--原点经纬度lla坐标*/void set_origin_2(Eigen::Vector3d origin_LLA);/*** @brief 把经纬度lla坐标转化为东北天utm坐标* @param LLA 输入--lla坐标* @param UTM 输出--utm坐标*/void LLA2UTM_2(const Eigen::Vector3d& LLA, Eigen::Vector3d& UTM);/*** @brief 把经纬度lla坐标转化为相对于所选取原点的东北天utm坐标* @param LLA 输入--lla坐标* @param UTM 输出--utm坐标*/void LLA2UTM_origin_2(const Eigen::Vector3d& LLA, Eigen::Vector3d& UTM_origin);private:Eigen::Vector3d origin_LLA_;Eigen::Vector3d origin_UTM_;double torad = M_PI / 180;
};
#endif //WGS2UTM_H
源文件：
void WGS2UTM::set_origin_2(Eigen::Vector3d origin_LLA)
{origin_LLA_ = origin_LLA;LLA2UTM_2(origin_LLA_, origin_UTM_);
}void WGS2UTM::LLA2UTM_2(const Eigen::Vector3d& LLA, Eigen::Vector3d& UTM)
{GeographicLib::Math::real lat = LLA[0];GeographicLib::Math::real lon = LLA[1];GeographicLib::Math::real alt = LLA[2];int UTMZone;bool isNorth; GeographicLib::UTMUPS::Forward(lat, lon, UTMZone, isNorth, UTM[0], UTM[1]);UTM[2] = LLA[2];
}void WGS2UTM::LLA2UTM_origin_2(const Eigen::Vector3d& LLA, Eigen::Vector3d& UTM_origin)
{//经纬度转换为UTM投影Eigen::Vector3d UTM;LLA2UTM_2(LLA, UTM);//UTM2ENU, UTM投影平移至东北天坐标系, 东北天坐标系原点为第一个采样点UTM_origin = UTM - origin_UTM_;
}
测试案例：
#include <iostream>
#include "convert_wgs2utm/wgs2utm.h"using namespace std;int main()
{WGS2UTM wgs2utm;Eigen::Vector3d origin_LLA;Eigen::Vector3d origin_UTM;origin_LLA[0] = 30.9543508;origin_LLA[1] = 121.4795984;origin_LLA[2] = 17.0970000;wgs2utm.set_origin_2(origin_LLA);origin_UTM = wgs2utm.get_origin_tum();cout << "origin_UTM: (" << origin_UTM[0] << ", " << origin_UTM[1] << ", " << origin_UTM[2] << ")" << endl;cout << "******************************" << endl;Eigen::Vector3d P_LLA; // 任意一点的经纬度坐标Eigen::Vector3d P_UTM; // 该点相对于所选取原点的utm坐标P_LLA[0] = 30.9543508;P_LLA[1] = 121.4755984;P_LLA[2] = 17.0970000;wgs2utm.LLA2UTM_origin_2(P_LLA, P_UTM);cout << "P_UTM: (" << P_UTM[0] << ", " << P_UTM[1] << ", " << P_UTM[2] << ")" << endl;cout << "******************************" << endl;}
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