3. 坐标系与地理基础：WGS84坐标系、经纬度、海拔高度

做航线规划，说白了就是在三维空间里给飞机画一条路。但这条路画在哪儿、怎么画，得有个统一的尺子。这把尺子，就是坐标系和地理基准。

我见过不少新手，一上来就调参数、设航点，结果飞机飞出去偏了十几米，还以为是GPS坏了。其实啊，多半是坐标系没搞明白。今天咱们就把这个基础打牢。

3.1 WGS84坐标系——全球通用的“地尺”

WGS84，全称World Geodetic System 1984。你不需要背全名，但得知道它是什么。

简单说，WGS84是一个地心坐标系。它把地球近似为一个椭球体，用数学方式描述地球表面每个点的位置。GPS卫星发下来的定位数据，用的就是WGS84。

我记得有一次在山区做测试，飞控日志里显示飞机位置和实际航线差了将近50米。排查了半天，发现是地面站软件里误设了另一个坐标系。嗯，从那以后我每次建新任务，第一件事就是确认坐标系设置。

3.2 经纬度——地球上的“网格”

经纬度是WGS84坐标系下的具体表达方式。纬度（Latitude）分南北，经度（Longitude）分东西。

概念	范围	表示方式	ArduPilot中的单位
纬度	-90° ~ +90°	北纬为正，南纬为负	度（十进制）
经度	-180° ~ +180°	东经为正，西经为负	度（十进制）

你可能会问：为什么用十进制度，而不是度分秒？

我个人习惯用十进制度，因为飞控内部计算方便。Mission Planner里虽然可以显示度分秒，但上传到飞控时都会转成十进制。你想想看，如果每次计算都要做度分秒换算，多麻烦。

3.3 海拔高度——AMSL与相对高

高度是航线规划里最容易出问题的地方。ArduPilot里涉及两种高度基准：

• AMSL（Above Mean Sea Level）：平均海平面高度。GPS直接给出的海拔就是AMSL。
• 相对高度（Relative Altitude）：相对于起飞点的高度。飞控里常用这个来控制飞行。

为什么会这样？因为GPS测高误差大，尤其在城市或山区，AMSL可能偏差十几米。而相对高度靠气压计和超声波，短距离内更准。

我曾经在高原地区做过一次测绘任务。起飞点海拔3800米，航线高度设了100米（AMSL）。结果飞机一离地，气压计显示高度只有20米——因为气压计校准是在海平面做的，到了高原直接“水土不服”。后来我改用相对高度，问题就解决了。

3.4 坐标系对航线规划的实际影响

理论说完了，咱们看看实际中会遇到什么坑。

3.4.1 经纬度精度与航点间距

WGS84下，经纬度的小数位数决定了定位精度：

小数位数	精度（约）	适用场景
4位	11米	粗略航线
5位	1.1米	常规测绘
6位	0.11米	精细作业
7位	0.011米	厘米级RTK

我建议在Mission Planner里至少保留6位小数。低于这个精度，航线可能产生肉眼可见的偏移。

3.4.2 高度基准的选择策略

不同场景下，高度基准的选择有讲究：

• 平原地区、短距离飞行：用相对高度。简单、可靠。
• 山区、长距离飞行：用AMSL。因为地形起伏大，相对高度可能让飞机撞山。
• 海面飞行：用AMSL。海平面就是0米，相对高度反而不好用。

3.5 知识体系总览

下面这张图把本章的核心逻辑串起来了。你可以把它当作坐标系与地理基础的“速查地图”。

3.6 避坑指南

最后，分享几个我踩过的坑：

• 坐标系混用：不同地面站或数据源可能用不同坐标系。导入航点时，务必确认坐标系一致。
• 高度基准混淆：在Mission Planner里，Alt字段默认是相对高度。如果你从其他软件复制AMSL数据过来，记得改Frame参数。
• 忽略GPS高程误差：GPS的AMSL误差通常比水平误差大2-3倍。在需要精确高度控制的场景（如植保喷洒），建议用气压计或RTK做高度修正。
• 跨带投影问题：虽然WGS84是全球统一的，但如果你用UTM投影做局部规划，注意投影带边界处的精度下降。