大地坐标系与空间直角坐标系的相互转换代码

### 回答1：
以下是大地坐标系和空间直角坐标系相互转换的代码，以WGS84椭球体为例：

import math

# WGS84椭球体参数
a = 6378137.0  # 长半轴
b = 6356752.31424518  # 短半轴
f = (a - b) / a  # 扁率
e = math.sqrt(2 * f - f ** 2)  # 第一偏心率

# 大地坐标系转空间直角坐标系
def geodetic_to_ecef(lon, lat, height):
    lon, lat = math.radians(lon), math.radians(lat)
    N = a / math.sqrt(1 - e ** 2 * math.sin(lat) ** 2)
    x = (N + height) * math.cos(lat) * math.cos(lon)
    y = (N + height) * math.cos(lat) * math.sin(lon)
    z = (N * (1 - e ** 2) + height) * math.sin(lat)
    return x, y, z

# 空间直角坐标系转大地坐标系
def ecef_to_geodetic(x, y, z):
    p = math.sqrt(x ** 2 + y ** 2)
    theta = math.atan2(z * a, p * b)
    lon = math.atan2(y, x)
    lat = math.atan2(z + e ** 2 * b * math.sin(theta) ** 3, p - e ** 2 * a * math.cos(theta) ** 3)
    N = a / math.sqrt(1 - e ** 2 * math.sin(lat) ** 2)
    height = p / math.cos(lat) - N
    lon, lat, height = math.degrees(lon), math.degrees(lat), round(height, 2)
    return lon, lat, height

其中，`geodetic_to_ecef`函数将经度、纬度和高程转换为空间直角坐标系下的x、y、z坐标，`ecef_to_geodetic`函数将空间直角坐标系下的x、y、z坐标转换为经度、纬度和高程。

### 回答2：
大地坐标系和空间直角坐标系是两种常用的地理坐标系统，它们之间的转换可以通过以下代码实现：

1. 大地坐标系（经度、纬度、高度）转空间直角坐标系（X、Y、Z）：

import math

# 定义地球椭球体参数
a = 6378137  # 长半轴
f = 1 / 298.257223563  # 扁率

def geodetic_to_cartesian(lon, lat, height):
    lon_rad = math.radians(lon)
    lat_rad = math.radians(lat)
    e2 = 1 - (1 - f) * (1 - f)  # 第一偏心率平方

    N = a / math.sqrt(1 - (e2 * math.sin(lat_rad) * math.sin(lat_rad)))  # 卯酉圈曲率半径

    X = (N + height) * math.cos(lat_rad) * math.cos(lon_rad)
    Y = (N + height) * math.cos(lat_rad) * math.sin(lon_rad)
    Z = (N * (1 - e2) + height) * math.sin(lat_rad)

    return X, Y, Z

2. 空间直角坐标系（X、Y、Z）转大地坐标系（经度、纬度、高度）：

def cartesian_to_geodetic(X, Y, Z):
    e2 = 1 - (1 - f) * (1 - f)  # 第一偏心率平方

    lon = math.atan2(Y, X)
    p = math.sqrt(X * X + Y * Y)
    lat = math.atan2(Z, p * (1 - e2))

    while True:
        N = a / math.sqrt(1 - (e2 * math.sin(lat) * math.sin(lat)))
        lat_new = math.atan2(Z + N * e2 * math.sin(lat), p)

        if abs(lat_new - lat) < 1e-10:
            break

        lat = lat_new

    height = p / math.cos(lat) - N

    lon_deg = math.degrees(lon)
    lat_deg = math.degrees(lat)

    return lon_deg, lat_deg, height

以上代码可以实现大地坐标系与空间直角坐标系之间的相互转换。具体使用时，只需要传入相应的参数，即可得到转换后的结果。

### 回答3：
大地坐标系与空间直角坐标系是两种常用的地理坐标系统，它们之间的相互转换是很重要的。下面是一个用Python编写的相互转换的代码示例：

import math

# 大地坐标系转空间直角坐标系
def geodetic_to_ecef(latitude, longitude, altitude):
    # WGS84椭球体参数
    a = 6378137.0  # 赤道半径
    f = 1 / 298.257223563  # 扁率
    b = a * (1 - f)  # 极半径
    e = math.sqrt((a**2 - b**2) / a**2)  # 第一偏心率

    # 计算N
    N = a / math.sqrt(1 - e**2 * math.sin(latitude)**2)

    # 计算空间直角坐标系的坐标
    x = (N + altitude) * math.cos(latitude) * math.cos(longitude)
    y = (N + altitude) * math.cos(latitude) * math.sin(longitude)
    z = (N * (1 - e**2) + altitude) * math.sin(latitude)

    return x, y, z

# 空间直角坐标系转大地坐标系
def ecef_to_geodetic(x, y, z):
    # WGS84椭球体参数
    a = 6378137.0  # 赤道半径
    f = 1 / 298.257223563  # 扁率
    b = a * (1 - f)  # 极半径
    e = math.sqrt((a**2 - b**2) / a**2)  # 第一偏心率

    # 计算经纬度
    longitude = math.atan2(y, x)
    latitude = math.atan2(z, math.sqrt(x**2 + y**2))

    # 计算海拔
    N = a / math.sqrt(1 - e**2 * math.sin(latitude)**2)
    altitude = math.sqrt(x**2 + y**2 + z**2) - N * (1 - e**2)

    return math.degrees(latitude), math.degrees(longitude), altitude

# 测试代码
latitude = math.radians(39.9042)  # 北京的纬度
longitude = math.radians(116.4074)  # 北京的经度
altitude = 30  # 北京的海拔高度为30米

ecef = geodetic_to_ecef(latitude, longitude, altitude)
print("空间直角坐标系坐标：", ecef)

geodetic = ecef_to_geodetic(ecef[0], ecef[1], ecef[2])
print("大地坐标系坐标：", geodetic)

此代码示例实现了大地坐标系与空间直角坐标系之间的相互转换。通过调用`geodetic_to_ecef`函数，可以将大地坐标系的经度、纬度和海拔高度转换为空间直角坐标系的x、y和z坐标。同样地，通过调用`ecef_to_geodetic`函数，可以将空间直角坐标系的x、y和z坐标转换为大地坐标系的经度、纬度和海拔高度。