文章目錄

• 前言
• • 一、地球坐標系
  • • 1. 地心地固坐標系ECEF
    • 2. 大地坐標系(LLA)
    • 3. 坐標轉換
  • 二、站心坐標系
  • • 1 東北天坐標系(ENU)

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前言

在雷達組網、多傳感器融合等應用場景中，首先需要將雷達、傳感器的量測數據轉換到同一個參考坐標系中，然后進行數據關聯、融合等后續操作提升定位精度。坐標轉換涉及到以下幾個坐標系，在這里進行解釋說明。
一個比較清晰的總結:www.cnblogs.com/long5683/p/13831605.html

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一、地球坐標系

地球坐標系是以地心為原點建立的坐標系，用來描述地球上或近地空間中的目標位置。包括地心地固坐標系和大地坐標系。

1. 地心地固坐標系ECEF

地心地固坐標系是 以地球質心為原點，xy面與赤道面重合，x軸指向0度經度方向，y軸指向90度經度方向，z軸與赤道面垂直，指向地理北極建立的 【笛卡爾坐標系】。使用(x,y,z)描述目標在空間中的位置。
地心地固坐標系的特點是：對于整個地球來說ECEF是一個全局參考坐標系，所以可以將分布在各地的局部坐標系的坐標轉換到ECEF坐標系下。

2. 大地坐標系(LLA)

大地坐標系是以地球物理模型為基礎建立的【橢球坐標系】。橢球坐標系中，與赤道面平行的橫截面為圓形，與赤道面垂直的縱切面為橢圓。大地坐標系使用經度（Longitude / λ）、緯度（Latitude / L）以及高度（Altitude）來描述空間點位置。
緯度是向中心投影嗎?還是向z軸投影？
答案：都不是，是目標向橢球球面法向投影與赤道平面的夾角。
詳見下圖 ：

高度： 此處是指相對于橢球面的高度，即目標到參考橢球面的最短距離。
海拔高度： 實際中目標高度是相對參考海平面（大地水準面）測量得到，地形圖中高度類型就是海拔高度。
GPS中的高度是什么高度？

3. 坐標轉換

3.1 LLA2ECEF
目標在大地坐標系下的坐標為 (λ,φ,h)，其中 λ、φ、h分別代表目標的經度、緯度以及高度。
目標在地心地固坐標系下的坐標為(X,Y,Z)。
轉換公式如下：
來源：https://malagis.com/gps-principles-application-2-5.html

3.2 ECEF2LLA
坐標系轉換：詳見參考鏈接。
推導過程：https://cloud.tencent.com/developer/article/1157167

二、站心坐標系

站心坐標系顧名思義就是以雷達站（傳感器）為原點的局部坐標系。包括東北天坐標系。

1 東北天坐標系(ENU)

東北天坐標系是以觀測站（傳感器）為中心，x軸指向當地的東方向，y軸指向當地的地理北，z軸豎直向上（橢球法向）建立的笛卡爾坐標系，是一種局部坐標系。
ENU轉換到ECEF的公式：
推導過程：https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/Transformations_between_ECEF_and_ENU_coordinates

總結

以上是生活随笔為你收集整理的1.1 坐标系转换关系的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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