Системы координат представляют положение на Земле с помощью координат. Функции Mapping Toolbox™ преобразовывают координаты между Сосредоточенным землей зафиксированным землей (ECEF), геодезическим, "восточный север" (ENU), северо-восток вниз (NED), и системами области значений вертикального изменения азимута (AER).
Глобальные системы, такие как ECEF и геодезические системы описывают положение объекта с помощью триплета координат. Локальные системы, такие как ENU, НЕД и системы AER требуют двух триплетов координат: один триплет описывает местоположение источника, и другой триплет описывает местоположение объекта относительно источника.
Когда вы работаете с 3-D системами координат, необходимо задать модель эллипсоида, которая аппроксимирует форму Земли. Для получения дополнительной информации о моделях эллипсоида, смотрите Ссылочные Сфероиды. Все демонстрационные координаты на этой странице используют Мировую Геодезическую Систему 1 984 (WGS84).
Система Сосредоточенного землей зафиксированного землей (ECEF) использует Декартовы координаты (X, Y, Z), чтобы представлять положение относительно центра ссылочного эллипсоида. Расстояние между центром эллипсоида и центром Земли зависит от ссылочного эллипсоида.
Положительная Ось X пересекает поверхность эллипсоида в широте на 0 ° и долготе на 0 °, где экватор соответствует главному меридиану.
Положительная Ось Y пересекает поверхность эллипсоида в широте на 0 ° и долготе на 90 °.
Положительная ось Z пересекает поверхность эллипсоида в широте на 90 ° и долготе на 0 °, Северном полюсе.
Например, координаты ECEF Parc des Buttes-Chaumont (4 198 945 км, 174 747 км, 4 781 887 км).
Геодезическая система использует координаты (lat, lon, h), чтобы представлять положение относительно ссылочного эллипсоида.
lat, широта, происходит на экватор. А именно, широта точки является углом, который нормальное к эллипсоиду в той точке делает с экваториальной плоскостью, которая содержит центр и экватор эллипсоида. Угол широты - в области значений [-90 °, 90 °]. Положительные широты соответствуют северным и отрицательным широтам, соответствуют югу.
lon, долгота, происходит в главном меридиане. А именно, долгота точки является углом, который плоскость, содержащая центр эллипсоида и меридиан, содержащий ту точку, делает с плоскостью, содержащей центр эллипсоида и главный меридиан. Положительные долготы измеряются в направлении против часовой стрелки от точки наблюдения над Северным полюсом. Как правило, долгота - в области значений [-180 °, 180 °] или [0 °, 360 °].
h, эллипсоидальная высота, измеряется вдоль нормального из ссылочного сфероида. Координатное преобразование функционирует, такие как geodetic2ecef потребуйте, чтобы вы задали h в тех же модулях как ссылочный эллипсоид. Можно изменить модули ссылочного эллипсоида с помощью LengthUnit свойство. Обычно данные по запасам моделей ландшафта с помощью ортометрической высоты, а не эллипсоидальной высоты. Для получения информации о вычислении эллипсоидальной высоты от ортометрической высоты смотрите, Находят Эллипсоидальную Высоту от Высоты Ортометрики и Геоида.
Например, геодезические координаты Parc des Buttes-Chaumont (48,8800 °, 2,3831 °, 124,5089 м).
Система "восточного севера" (ENU) использует Декартовы координаты (xEast, yNorth, zUp), чтобы представлять положение относительно локального источника. Локальный источник описан геодезическими координатами (lat0, lon0, h0). Обратите внимание на то, что источник не обязательно лежит на поверхности эллипсоида.
Положительная xEast-ось указывает восток вдоль параллели, содержащей lat0.
Положительная yNorth-ось указывает север вдоль меридиана долготы, содержащей lon0.
Положительная zUp-ось указывает вверх вдоль нормального эллипсоида.
Например, Монмартр имеет геодезические координаты (48,8862 °, 2,3343 °, 174,5217 м). Координаты ENU Parc des Buttes-Chaumont относительно Монмартра (3 579,4232 м,-688.3514 м,-51.0524 м).
Северо-восток вниз (NED) система использует Декартовы координаты (xNorth, дрожжи, zDown), чтобы представлять положение относительно локального источника. Локальный источник описан геодезическими координатами (lat0, lon0, h0). Как правило, локальный источник системы NED выше поверхности Земли.
Положительная xNorth-ось указывает север вдоль меридиана долготы, содержащей lon0.
Положительная ось дрожжей указывает восток вдоль параллели, содержащей lat0.
Положительная zDown-ось указывает вниз вдоль нормального эллипсоида.
Система координат NED обычно используется, чтобы задать местоположение относительно движущегося самолета. В этом приложении источник и оси системы NED изменяются постоянно. Обратите внимание на то, что координаты не фиксируются к системе координат самолета.
Например, самолет, летящий в аэропорт имени Шарля де Голля, имеет геодезические координаты (48,9978 °, 2,7594 °, 699,8683 м). Координаты NED аэропорта относительно плоскости (1 645,8313 м,-15677.1868 м, 555,8221 м).
Система области значений вертикального изменения азимута (AER) использует сферические координаты (азимут, подъемник, область значений), чтобы представлять положение относительно локального источника. Локальный источник описан геодезическими координатами (lat0, lon0, h0). Азимут, вертикальное изменение и наклонная область значений зависят от локальной Декартовой системы, например, системы ENU.
азимут, азимут, по часовой стрелке угол в плоскости xEast-yNorth от положительной yNorth-оси до проекции объекта в плоскость.
подъемник, вертикальное изменение, является углом от плоскости xEast-yNorth до объекта.
расположитесь, наклонная область значений, Евклидово расстояние между объектом и локальным источником.
Например, датчик лидара в аэропорту имени Шарля де Голля имеет геодезические координаты (48,0124 °, 2,5451 °, 163,4885 м). Координаты AER самолета относительно датчика (95,8314 °, 1,8781 °, 15 773,1381 м).
Если вы преобразовываете координаты между ENU, НЕДОМ и системами AER с тем же источником, то вы не должны задавать ссылочный эллипсоид или координаты источника.
aer2ned | ecef2enu | enu2aer | geodetic2aer | geodetic2ecef | ned2geodetic
[1] Guowei, C., Б.М. Чех и Т. Х. Ли. Беспилотные системы винтокрыла. Лондон: Springer-Verlag London Limited: 2011.
[2] Серп фургона, J. Основные координаты GIS. Бока-Ратон, FL: CRC нажимает LLC, 2004.
