经度,纬度,高度到3D笛卡尔坐标系

Question

我想知道从Lat,Lon,Alt值到3D系统的转变,如ECEF(以地球为中心).

这可以通过以下方式实现(https://gist.github.com/1536054):

/*
 * WGS84 ellipsoid constants Radius
 */
private static final double a = 6378137;
/*
 * eccentricity
 */
private static final double e = 8.1819190842622e-2;

private static final double asq = Math.pow(a, 2);
private static final double esq = Math.pow(e, 2);

void convert(latitude,longitude,altitude){
   double lat = Math.toRadians(latitude);
   double lon = Math.toRadians(longitude);
   double alt = altitude;

   double N = a / Math.sqrt(1 - esq * Math.pow(Math.sin(lat), 2));

   x = (N + alt) * Math.cos(lat) * Math.cos(lon);
   y = (N + alt) * Math.cos(lat) * Math.sin(lon);
   z = ((1 - esq) * N + alt) * Math.sin(lat);
}

在我看来,看起来非常奇怪的事实是,高度的一点变化会影响x,y和z,我预期它会影响一个轴.例如,如果我有两个GPS点,它们具有相同的纬度/经度值但不同的高度值,我将得到3个不同的x,y,z坐标.

有人可以解释这背后的"想法"吗？这看起来很奇怪......当我降低/升高我的高度值时,还有其他3D系统,其中只有一个值正在改变吗？

非常感谢!

Answer 1

如果你看这张图：ECEF坐标系

然后你就会明白为什么了。ECEF 是一个围绕地球的立方体，以地球中心为中心。如果海拔升高，你就会搬出去。Lat/lon 是一个“角度”坐标系，其中 lat、lon 是角度，ECEF 是一个cartesian坐标系！

您可能认为 ECEF 就像地心高度为 0 的 LatLon，但事实并非如此。