Выберите 3-D систему координат

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 Опорные сфероиды. Все демонстрационные координаты на этой странице используют Мировую Геодезическую Систему 1 984 (WGS84).

Сосредоточенные землей зафиксированные землей координаты

Система Сосредоточенного землей зафиксированного землей (ECEF) использует Декартовы координаты (X, Y, Z), чтобы представлять положение относительно центра опорного эллипсоида. Расстояние между центром эллипсоида и центром Земли зависит от опорного эллипсоида.

Положительная Ось X пересекает поверхность эллипсоида в широте на 0 ° и долготе на 0 °, где экватор соответствует нулевому 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 м, 174 747 м, 4 781 887 м).

Геодезические координаты

Геодезическая система использует координаты (lat, lon, h), чтобы представлять положение относительно опорного 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 нулевом меридиане. А именно, долгота точки является углом, который плоскость, содержащая центр эллипсоида и меридиан, содержащий ту точку, делает с плоскостью, содержащей центр эллипсоида и нулевой 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 опорного сфероида. Координатное преобразование функционирует такой как geodetic2ecef потребуйте, чтобы вы задали h в тех же модулях как опорный эллипсоид. Можно изменить модули опорного 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).

Координаты "восточный север"

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 по нормали к эллипсоиду.

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-восточные вниз координаты

Северо-восток вниз (NED) система использует Декартовы координаты (xСевер, yВосток, zВниз), чтобы представлять положение относительно локального источника. Локальный источник описан геодезическими координатами (lat0, lon0, h0). Как правило, локальный источник системы NED выше поверхности Земли.

Положительная ось xСевера указывает север вдоль меридиана долготы, содержащей lon0.
Положительная ось yВостока указывает восток вдоль параллели, содержащей lat0.
Положительная ось zВниз указывает вниз по нормали к эллипсоиду.

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).

Координаты области значений вертикального изменения азимута

Система области значений вертикального изменения азимута (AER) использует сферические координаты (азимут, элевация, 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.
элевация, 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).

Советы

Если вы преобразовываете координаты между ENU, НЕДОМ и системами AER с тем же источником, то вы не должны задавать опорный эллипсоид или координаты источника.

Ссылки

[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.

Документация