# -*- coding: utf-8 -*-
"""
装备状态输出基类
─────────────────────────────────────────────────────────────────
BaseParams    —— query(t) 的统一返回类型基类
子类扩展示例：
  AirParams    增加 vertical_speed / bank_angle / phase
  GroundParams 增加 slope / road_type / wheel_speed
  WaterParams  增加 depth / pitch / roll / sea_state
─────────────────────────────────────────────────────────────────
"""

from __future__ import annotations

from dataclasses import dataclass, field
from datetime import datetime
from typing import Any, Dict

from uas.route.base_waypoint import EquipmentDomain


# ─────────────────────────────────────────────────────────────────
# 状态基类
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────

@dataclass
class BaseParams:
    """
    装备运动状态公共基类

    query(t) 的统一返回类型，包含所有域共有的运动状态字段。
    子类通过新增字段扩展特有状态，无需修改基类。

    坐标约定与 BaseWaypoint 一致（WGS-84，高度单位米 MSL）。
    """

    # ── 时间 ──────────────────────────────────────────────────────
    timestamp:        float          = 0.0      # 查询时刻（Unix 秒）

    # ── 位置 ──────────────────────────────────────────────────────
    latitude:         float          = 0.0      # 纬度（度）
    longitude:        float          = 0.0      # 经度（度）
    altitude:         float          = 0.0      # 高度/深度（米，MSL）

    # ── 姿态 ──────────────────────────────────────────────────────
    heading:          float          = 0.0      # 航向角（度，真北顺时针 0~360）
    pitch:            float          = 0.0      # 俯仰角（度，抬头为正）
    roll:             float          = 0.0      # 横滚角（度，右滚为正）

    # ── 速度 ──────────────────────────────────────────────────────
    speed:            float          = 0.0      # 地速（m/s）
    acceleration:     float          = 0.0      # 切向加速度（m/s²）

    # ── 域标识 ────────────────────────────────────────────────────
    domain:           EquipmentDomain = EquipmentDomain.AIR

    # ── 扩展元数据 ────────────────────────────────────────────────
    extra:            Dict[str, Any] = field(default_factory=dict)

    # ── 属性 ──────────────────────────────────────────────────────

    @property
    def position(self) -> tuple:
        """返回 (lat, lon, alt) 三元组"""
        return (self.latitude, self.longitude, self.altitude)

    @property
    def datetime(self) -> datetime:
        return datetime.fromtimestamp(self.timestamp)

    @property
    def datetime_str(self) -> str:
        return self.datetime.strftime("%H:%M:%S.%f")[:-3]

    def to_dict(self) -> dict:
        """序列化为字典（含所有子类字段）"""
        import dataclasses
        return dataclasses.asdict(self)

    def distance_to(self, other: "BaseParams") -> float:
        """计算与另一状态点的水平距离（米，Haversine）"""
        import math
        R   = 6_371_000.0
        φ1  = math.radians(self.latitude)
        φ2  = math.radians(other.latitude)
        dφ  = math.radians(other.latitude  - self.latitude)
        dλ  = math.radians(other.longitude - self.longitude)
        a   = (math.sin(dφ/2)**2
               + math.cos(φ1) * math.cos(φ2) * math.sin(dλ/2)**2)
        return R * 2 * math.atan2(math.sqrt(a), math.sqrt(1 - a))

    def __repr__(self) -> str:
        return (f"{self.__class__.__name__}("
                f"t={self.datetime_str}, "
                f"pos=({self.latitude:.4f},{self.longitude:.4f},"
                f"{self.altitude:.0f}m), "
                f"hdg={self.heading:.1f}°, spd={self.speed:.1f}m/s)")


# ─────────────────────────────────────────────────────────────────
# 各域状态子类
# ─────────────────────────────────────────────────────────────────

@dataclass
class AirParams(BaseParams):
    """空中装备状态"""
    domain:           EquipmentDomain = EquipmentDomain.AIR

    airspeed:         float           = 0.0     # 空速（m/s）
    vertical_speed:   float           = 0.0     # 垂直速度（m/s，上升为正）
    bank_angle:       float           = 0.0     # 坡度角（度）
    turn_rate:        float           = 0.0     # 转弯角速度（°/s）
    turn_radius:      float           = 0.0     # 转弯半径（米）
    phase:            str             = "CRUISE" # TAKEOFF/CLIMB/CRUISE/DESCENT/APPROACH/LAND


@dataclass
class GroundParams(BaseParams):
    """陆地装备状态"""
    domain:           EquipmentDomain = EquipmentDomain.GROUND

    slope_deg:        float           = 0.0     # 当前坡度（度，上坡为正）
    cross_slope_deg:  float           = 0.0     # 横向坡度（度）
    road_type:        str             = "road"  # road/offroad/track
    is_stopped:       bool            = False   # 是否停车
    odometer_m:       float           = 0.0     # 里程计（米）


@dataclass
class WaterParams(BaseParams):
    """水中装备状态"""
    domain:           EquipmentDomain = EquipmentDomain.WATER

    depth:            float           = 0.0     # 水下深度（米，正值向下）
    is_subsurface:    bool            = False   # 是否在水下
    sea_state:        int             = 0       # 海况等级（0~9）
    current_speed:    float           = 0.0     # 水流速度（m/s）
    current_heading:  float           = 0.0     # 水流方向（度）
    rudder_angle:     float           = 0.0     # 舵角（度）