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/*********版权所有（C）2020，武汉高德红外股份有限公司***************************************
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* 文件名称： Arith_ZHRPY.h
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* 文件标识： 有源定位模块标准化
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* 内容摘要： 光电伺服坐标系 <-> 目标大地坐标系，基于北-天-东 轴序
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* 其它说明：
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* 当前版本：2.0
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* 创建作者：11531yj
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* 创建日期：2023.10.26
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* 包含关系：
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#ifndef Arith_ZHRPY_h__
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#define Arith_ZHRPY_h__
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#include <math.h>
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#include <memory.h>
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namespace sRPYCacl {
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/********************************************************
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坐标系示意图:
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* y天 x北（载机前进方向/机头方向）
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▕
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▕ ╱
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▕ ╱
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▕-——————————z东
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* x指北为0°顺时针转为正方向（0-360°）
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* y指天，水平为0° 车头向上为正（0-90°）
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* z指东，水平为0° 车体右倾向下为正（-180-180°）/
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*系统符号定义
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#define ANGLE(x) (x / 3.141592653589793 * 180)
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#define RADIAN(x) (x / 180 * 3.141592653589793)
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#define ABS(x) ((x) < 0 ? -(x) : (x)) //取x的绝对值
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#define MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b)) //取a、b两者中的最小值
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#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b)) //取a、b两者中的最大值
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#define PI 3.141592653589793
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#define AzimuthMax 360
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#define PitchMax 80
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#define PitchMin -5
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#define Standardzation 1 //1/0 1 标定误差模式 / 0 修正后定位模式
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#define RPYMode 1 // 1 载机姿态角参与计算 / 0 载荷姿态角参与计算
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#define ROWS 5 //读数据的行数
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#define COLS 9 //读数据的列数
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typedef double DOUBLE64;
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typedef int SINT32;
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const double a = 6378137; //地球长轴
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const double f = 1 / 298.257222101; //地球椭偏率
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const double b = 6356752.3141; //地球短轴
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const double ee = 0.0066943800229; //地球第一偏心率
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const double epep = 0.00673949677548; //地球第二偏心率
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const int FrameRate = 20; //帧频HZ 729帧频50HZ、5kg帧频20HZ
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*数据结构定义
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//光电伺服坐标系到光电基准坐标系的安装旋角误差
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typedef struct tgAngle3D {
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DOUBLE64 dHAngle; //航向夹角
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DOUBLE64 dVAngle; //俯仰夹角
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DOUBLE64 dSAngle; //横滚夹角
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}Angle3D;
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//光电基准到载体惯导直角坐标系位置偏差
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typedef struct tgBiasXYZ {
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DOUBLE64 deltaX; //X坐标的偏差
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DOUBLE64 deltaY; //Y坐标的偏差
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DOUBLE64 deltaZ; //Z坐标的偏差
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}BiasXYZ;
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//RPY姿态角
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typedef struct tgEulerRPY {
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DOUBLE64 Yaw; //方位角
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DOUBLE64 Pitch; //俯仰角
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DOUBLE64 Roll; //横滚角
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}EulerRPY;
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//定义空间直角坐标系
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typedef struct tgPointXYZ {
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DOUBLE64 X;
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DOUBLE64 Y;
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DOUBLE64 Z;
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}PointXYZ;
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//定义大地坐标系
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typedef struct tgPointBLH
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{
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DOUBLE64 B; //纬度
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DOUBLE64 L; //经度
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DOUBLE64 H; //高度
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}PointBLH;
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//定义极坐标系
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typedef struct tgPointPole {
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DOUBLE64 Pitch; //俯仰角
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DOUBLE64 Azimuth; //方位角
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DOUBLE64 distance; //极径
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DOUBLE64 fRoll; //横滚
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}Pole;
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//目标结构体
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typedef struct stTrgOutput
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{
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unsigned char nObjID; //目标编号
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double tLon; //目标经度
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double tLat; //目标纬度
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double tH; //目标高度
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double tX; //地心地固，X
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double tY; //地心地固，Y
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double tZ; //地心地固，Z
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double tSpeedX; //目标X方向速度
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double tSpeedY; //目标Y方向速度
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double tSpeedZ; //目标Z方向速度
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double Speed; //目标的合速度
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}stTrgOutput;
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//载机结构体
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typedef struct stTrackPlatInfo
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{
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unsigned char nPlaneID; //载机编号
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double fLon; //载机经度
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double fLat; //载机纬度
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double fWGS_H; //载机高度
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double fPlatAz; //载机航向角
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double fPlatPt; //载机俯仰角
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double fPlatRoll; //载机横滚角
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double fServoAz; //伺服方位角
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double fServoPt; //伺服俯仰角
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double fRoll; //伺服横滚角
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double x; //CGCS直角坐标x
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double y; //CGCS直角坐标y
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double z; //CGCS直角坐标z
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double Distance; //激光测距值
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double tarLon; //目标真实经度
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double tarLat; //目标真实纬度
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double tarH; //目标真实高度
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}stTrackPlatInfo;
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//标定误差参数设置
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void setBiasPara(Angle3D EoServoToEoBias, BiasXYZ EoToZTPosBias);
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/**********************************************************
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*函数声明
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///////////////////////////////////////光电目标测角上报////////////////////////////////////////////////
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//光电吊舱伺服极坐标 转 （北天东）地理极坐标
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Pole getNUEPoleFromEOServoPole(Pole targetServoPole, EulerRPY stEulerRPY);
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//光电吊舱伺服极坐标 转 光电伺服直角坐标
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PointXYZ getXYZFromPole(Pole targetServoPole);
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//光电伺服直角坐标 转 光电基准直角坐标
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PointXYZ getEOBaseXYZFromEOServoXYZ(PointXYZ targetServoXYZ, Angle3D eoServoToEoBias);
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//光电基准直角坐标 转 载体惯导直角坐标
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PointXYZ getZTXYZFromEOBaseXYZ(PointXYZ targetEOBaseXYZ, BiasXYZ eoToZTPosBias);
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//函数功能：用于计算最优修正矩阵AngleError3D；在转换过程中找最优的修正矩阵 [载体惯导直角坐标 ->北天东直角坐标 -> 北天东极坐标-> 目标大地坐标(经纬高)]
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PointBLH getPosFromZTXYZ(PointXYZ targetZTXYZ, EulerRPY stEulerRPY, PointBLH selfPointBLH, PointBLH targetBLH, double* Sum_Error_Min, Angle3D* AngleError3D);
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//载体惯导直角坐标 转 地理直角坐标
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PointXYZ getNUEXYZFromZTXYZ(PointXYZ targetZTXYZ, EulerRPY stEulerRPY);
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//地理直角坐标 转 地理极坐标
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Pole getPoleFromXYZ(PointXYZ targetNUEXYZ);
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////////////////////////////////目标大地坐标系下经纬高解算///////////////////////////////////
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//目标的地理极坐标 转 大地坐标系下的坐标
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PointBLH getPosFromNUEPole(Pole targetNUEPole, PointBLH selfPointBLH);
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//载机自身的经纬高 转 地心空间直角坐标系
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PointXYZ getXYZFromBLH(PointBLH selfPointBLH);
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//目标的地理极坐标 转 地理直角坐标
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PointXYZ getZTFromPole(Pole targetPole);
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//目标的地心空间直角坐标
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PointXYZ getCGCSFromNUE(PointXYZ targetPointXYZ, PointXYZ selfPointXYZ);
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//目标的地心空间直角坐标转地心大地坐标
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PointBLH getBLHFromXYZ(PointXYZ pointXYZ);
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///////////////////////////////////////目标地理导引//////////////////////////////////////////////////////////
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//目标经纬高、载机自身经纬高 转 到 地理极坐标
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Pole getNUEPoleFromENUXYZ(PointBLH ptselfBLH, PointBLH ptTargetBLH);
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//从地心地固直角坐标 转 极坐标
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Pole getPoleFromCGCS(PointXYZ ptTargetXYZ, PointXYZ ptSelfXYZ);
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// 从地心地固直角坐标 转 北天东直角坐标
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PointXYZ getENUFromCGCS(PointXYZ ptTargetXYZ, PointXYZ ptSelfXYZ);
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// 从载体直角坐标 转 极坐标
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Pole getPoleFromZT(PointXYZ targetPointXYZ);
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//（北天东）地理极坐标 转 光电伺服坐标系下的极坐标
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Pole getEOServoPoleFromNUEPole(Pole targetNUEPole, EulerRPY stEulerRPY);
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//地理直角坐标 转 载体惯导直角坐标
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PointXYZ getZTXYZFromNUEXYZ(PointXYZ targetNUEXYZ, EulerRPY nueToZTBias);
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//载体惯导坐标系下的直角坐标 转 光电基准系下的直角坐标
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PointXYZ getEOBaseXYZFromZTXYZ(PointXYZ targetZTXYZ, BiasXYZ ztToEOBaseBias);
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//光电基准系直角 转 光电伺服坐标系下直角坐标
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PointXYZ getEOServoXYZFromEOBaseXYZ(PointXYZ targetEOBaseXYZ, Angle3D eoBaseToEOServoBias);
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//直角坐标转极坐标（右手系）
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Pole getPoleFromXYZ(PointXYZ targetXYZ);
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//极坐标转直角坐标（右手系）
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PointXYZ getXYZFromPole(Pole targetPole);
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//误差修正函数：函数返回值为修正矩阵，函数只调用一次
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Angle3D getAngle3DFromEOServoPole(Pole targetServoPole, EulerRPY stEulerRPY, PointBLH selfPointBLH, PointBLH targetBLH, double* Sum_Error_Min, Angle3D* AngleError3D);
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Angle3D TarGetLocate_Cal(stTrackPlatInfo mytrack);
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EulerRPY Zh_dRPY(stTrackPlatInfo track);
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EulerRPY Zh_dRPYDown(stTrackPlatInfo track);
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//矩阵乘法
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void MultiMat(DOUBLE64* A, DOUBLE64* B, DOUBLE64* AB, SINT32 m, SINT32 n, SINT32 p);
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//M1(3*3) * M2(3*3)
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void MultiMat33(DOUBLE64* A, DOUBLE64* B, DOUBLE64* AB);
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//M1(3*3) * M2(3*3) * M3(3*3)
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void MultiMat333(DOUBLE64* A, DOUBLE64* B, DOUBLE64* C, DOUBLE64* ABC);
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//坐标(矢量)旋转: M1(3*3) * M2(3,1)
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PointXYZ RtPoint(DOUBLE64* M, PointXYZ Point);
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//绕X轴旋转矩阵
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void Rx(DOUBLE64 omega, DOUBLE64* Opp);
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//绕Y轴旋转矩阵
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void Ry(DOUBLE64 omega, DOUBLE64* Opp);
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//绕Z轴旋转矩阵
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void Rz(DOUBLE64 omega, DOUBLE64* Opp);
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void R_y(DOUBLE64 omega, DOUBLE64* Opp);
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EulerRPY SumRPYCacl(Pole ServoAngle, EulerRPY s_RPYAngle);
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EulerRPY SumRPYCaclDown(Pole ServoAngle, EulerRPY s_RPYAngle);
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}
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#endif
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