gps - 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 ECEF(以地球为中心)等 3D 系统的转换。

这可以实现如下( 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);
}

在我看来很奇怪的是，高度的一点点变化会影响 x、y 和 z，而我所期望的，它只会影响一个轴。例如，如果我有两个 GPS 点，它们具有相同的纬度/经度值但高度值不同，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？这对我来说看起来很好奇......是否有任何其他 3D 系统，当我降低/提高我的高度值时，其中只有一个值发生变化？

非常感谢!

Answer 1

如果你看这张图:ECEF Coordinate System

那么你明白为什么了。
ECEF 是一个围绕地球的立方体，以地心为中心。
如果海拔升高你搬出去。
Lat/lon 是一个“角度”坐标系，其中 lat,lon 是角度，
ECEF 是 cartesian坐标系!

可能你认为 ECEF 就像地球中心高度为 0 的 LatLon，但事实并非如此。