地理坐标到本地坐标的坐标转换公式
1、卫星位置用地球地心惯性坐标系 ECI,由赤道面 X 轴(春分,由地心指向太阳),赤道
面 y 轴(由地心指向春分向东 90 度方向),北极 z 轴(由地心指向地球北极),构成右手
迪卡尔坐标系;
2、地面定位目标位置在导航电文中,使用 WGS84 地心地固坐标系 ECEF,由赤道面 X 轴
(由地心指向本初子午线,即 0 度经线方向),赤道面 y 轴(由地心指向东经 90 度方向),
北极 z 轴(由地心指向地球北极),构成右手迪卡尔坐标系;
3、本地水平坐标系 LTP(ENU),由本地切平面 X
,
轴(由切点指向东,即东经方向),
切平面 y
,
轴(由切点指向北,即北纬方向),高度 z
,
轴(由切点指向海拔高度方向),构
成右手迪卡尔坐标系;
4、地固坐标系 ECEF 映射到经纬度坐标系的就是地理坐标系,由东经 lon 轴(由切点指向东
经方向),北纬 lat 轴(由切点指向北纬方向);
5、在由本地切平面不大时,切平面的 EN 坐标系和地理坐标系存在近似线性变换关系,使
用线性坐标转换矩阵可满足工程应用精度;
6、在坐标转换精度要求不高时,且坐标转换范围不大时,可忽略地球扁率的影响,用球体
近似表达地球表面;
7、EN(X,Y)坐标系和地理坐标系(lon,lat)的近似坐标变换公式如下:
∆x=r*∆lon,其中,x 的单位是 m,lat 的单位是弧度;r=R*COS(lat),单位是 m;
∆Y=R*∆lat,其中,y 的单位是 m,lat 的单位是弧度,R 是地球平均半径,6371000m;
所以有
{∆x,∆y}
T
= RC{∆lon,∆lat }
T
其中:C=[
cos(lat)
1
]
同理
∆lon =∆x /r,其中,x 的单位是 m,lat 的单位是弧度;r=R*COS(lat),单位是 m;
∆lat =∆Y /R,其中,y 的单位是 m,lat 的单位是弧度,R 是地球平均半径,6371000m;
所以有
{∆lon,∆lat }
T
= C
-1
/R{∆x,∆y}
T
其中:C=[
cos(lat)
1
] ,注:C C
-1
=I,I 为单位矩阵。
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