几种常用坐标系间的坐标转换

技术交流

测绘技术装备

季刊

第

卷

年第

期

几种常用坐标系间的坐标转换付孙钟福建省第一测绘院摘要

空间定位是多平台多系统的

,

不同坐标系下的目标位置的坐标统一显得尤为重要。

,

本文就常用的

三种坐标系的定义和坐标系间坐标的转换进行较详尽的论述

关键词

坐标系

模型

转换

引言

现代空间定位是多平台就是多系统台、、

、

多系统的、

,

海湾战争

多平台’

空间卫星平台、。

空中机载平、

海上水面舰艇平台水下舰艇平台地面各雷达站平台等的合作和统一的实例为收集关于敌方作战单位的情报,

需要有雷达、

、

电子侦察设施等

图

坐标轴示意图,

情报系统

,

但它们一般探测出的是目标相对于自己。

水平坐标系水平坐标系、

亦称

的距离与方位

在装载有雷达,。

电子侦察设施等情

坐标系地理坐标系或惯性直角坐标系是一种站心,

报系统的载体平台下简单而言情报系统,,

需要利用所观测到的距离和,

直角坐标系它的原点与载体坐标系的原点重合以

,

方位信息求出目标的位置

消除坐标原点的漂移忑轴指向当地北子午线,

不管在什么平台上

不管采用什么。

,

儿轴与尤

轴垂直指向东。

,

云

轴与

总是要涉及一个坐标系的统一问题。

在、

不轴

、

儿轴垂直形成右手坐标系,

多平台目标跟踪定位中需要研究载体坐标系当地水平坐标系坐标系的定义和

在一种特殊的情况下稳运行时,

当载体沿向北的方向平,

坐标系

其右向将恰指向东向。

此时的载体坐标

系与载体坐标系定义载体坐标系于飞机的质心,,

坐标系重合坐标系

世界大地坐标系

一

是一个协议地球坐标,,

二,

的原点位

参考系

。

轴与载体运动方向的中心线主

坐标系的原点是地球的质心

轴指向方向,

轴重合正向指向载体的运动方向轴指向载体的右侧右手坐标系,

轴垂直轴正交形成指向

国际时间局

定义的协议地极

轴与

轴

、

轴,

的零子午面和,

赤道的交点。

轴与

轴正交构成右手坐标系

坐标系的相互关系

水平坐标系

与载体坐标系,,

的关系,

由上面的坐标系的定义可知水平坐标系与载体坐标系的原点是相同的两者之间的变换实际是三个

欧拉姿态角即

航向角,

,

,夕

横滚角

和俯仰角出

,

关系式为夕厂刃

一

,

凡

刀

心

可

夕

胡

其中欧拉角变化过程写成矩阵的形式就是

,

测绘技术装备‘

季刊

第

卷

加

年第一

期

技术交流一一

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」

与水平坐标系口一

的关系,

标系原点的坐标及大地经纬度

姗

为

一

地心空间直角坐标系,,

一

情况下首先进行坐标系原点的平移设平移后的坐标系为小,,

肥为

水平坐标系

。

对于空间任一点在已知,

坐’’‘

,

然后经过三次有顺序的坐标轴旋转变换可将其在

一

坐标系下的坐标转换至

坐标系的坐标

绕’轴旋转绕根据’轴旋转

。

,

得到,

一‘

丫’扩’

“

得到。

一

在绕

旋转一

。

即可

坐标系转换模型可以得到如下转换关系,。

二

,

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附

‘

一

黔

“

‘上式中尤黔‘为,

坐标系原点坐标,‘

,

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“

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所以对于空间任一点

其

坐标与

坐标系的坐标之间的关系写成矩阵的形式为

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兮「于一

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的转换关系

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结束语

本文在简要叙述定义载体坐标系坐标系及

、

水平坐标系和,

坐标系的基础上

,

推导了水平坐标系与载体坐标系间的联系对空间,

与水平坐标系。

的关系据此可建立起载体坐标系与孵

定位和制导有一定的参考作用

参考文献何非常等军事通信现代战争的神经网络国防工业出版社【【孔祥元等控制测量学武汉测绘科技大学出版社,,,

徐绍铃等

测量原理及应用

一