根据2个点的经度、纬度、高度,使用python计算yaw pitch roll

在Python中，计算两个三维空间中两点之间的方向变化，通常需要使用地理坐标系到笛卡尔坐标系的转换，然后通过罗航向(Roll-Pitch-Yaw)来描述旋转。然而，这里我们所说的yaw、pitch、roll并不是传统意义上的三维空间旋转角度，而是地理坐标系统中的方位角、仰角和平行于地球表面的角度。

对于经纬度，我们可以先将其转换成平面直角坐标系(x,y)，然后计算出从第一个点到第二个点的方向。具体步骤可以分为以下几个部分：

1. **将经纬度转换到笛卡尔坐标**:
- 使用反余弦函数(acos)计算纬度对应的y轴分量 (sin(latitude))
- 经度对应x轴分量，东经为正，西经为负 (cos(longitude) * cos(latitude))

2. **计算方向向量**:
- 对比两个点的笛卡尔坐标向量，确定x、y增量

3. **计算姿态**:
- yaw（航向角）: 逆时针偏转角度，通常是基于初始点的正北方向，用反正切(tan)函数计算与x轴的夹角。
- pitch（俯仰角）: 与y轴正方向的垂直角度，可以用反正切(tan)函数计算与z轴的夹角。
- roll（翻滚角）: 一般不需要计算，因为通常只关心航向和俯仰，地面平行的"roll"在这种上下文下常忽略。

以下是一个简化的示例代码，假设已知经纬度高度是以度为单位的浮点数：

import math

def geodetic_to_cartesian(lat1, lon1, lat2, lon2, height1, height2):
    R = 6371  # 地球平均半径，单位公里
    dlat = math.radians(lat2 - lat1)
    dlon = math.radians(lon2 - lon1)

    a = math.sin(dlat / 2)**2 + math.cos(math.radians(lat1)) * math.cos(math.radians(lat2)) * math.sin(dlon / 2)**2
    c = 2 * math.atan2(math.sqrt(a), math.sqrt(1 - a))

    dx = R * c * math.cos(math.radians(lat2))
    dy = R * c * math.sin(math.radians(lat2))

    yaw = math.degrees(math.atan2(dy, dx) - lon1) % 360  # 航向角
    pitch = math.degrees(math.atan(height2 / (R + height1)))  # 俯仰角 (假设地面高度为0)

    return yaw, pitch

# 使用示例
lat1, lon1, height1, lat2, lon2, height2 = ...  # 输入两点的经纬度和高度
yaw, pitch = geodetic_to_cartesian(lat1, lon1, lat2, lon2, height1, height2)

请注意，这只是一个简化版本，实际应用中可能需要考虑球面三角法的精确计算以及海拔高度对距离的影响。此外，这个例子并未涉及roll的计算，因为在地理坐标中，roll通常不会独立出现，除非涉及到复杂的运动模型。