Введение
Географическая система координат Локальные координаты касательной плоскости (LTP), также известные как локальная эллипсоидальная система, локальная геодезическая система координат или локальные вертикальные, локальные горизонтальные координаты (LVLH), являются пространственной системой отсчета, основанной на касательной плоскости, определяемой местным вертикальным направлением и осью вращения Земли. Он состоит из трех координат: одна из них представляет собой положение вдоль северной оси, одна - вдоль местной восточной оси, а одна - вертикальное положение. Существует два варианта правосторонних координат: восточные, северные, вверх (ENU) и северные, восточные, вниз (NED). Они служат для представления векторов состояния, которые обычно используются в авиации и морской кибернетике.
Local tangent plane coordinates (LTP), also known as local ellipsoidal system, local geodetic coordinate system, or local vertical, local horizontal coordinates (LVLH), are a spatial reference system based on the tangent plane defined by the local vertical direction and the Earth's axis of rotation. It consists of three coordinates: one represents the position along the northern axis, one along the local eastern axis, and one represents the vertical position. Two right handed variants exist: east, north, up (ENU) coordinates and north, east, down (NED) coordinates. They serve for representing state vectors that are commonly used in aviation and marine cybernetics.
Местные координаты восток, север, вверх (ENU)
Во многих приложениях нацеливания и отслеживания местная система координат East, North, Up (ENU) намного более интуитивна и практична, чем ECEF или геодезические координаты. Местные координаты ENU образуются из плоскости, касающейся поверхности Земли, закрепленной в определенном месте, и поэтому иногда ее называют "местной тангент" или "местной геодезической" плоскостью. По обычаю восточная ось обозначается северной и верхней .
Местные северные, восточные, нижние (NED) координаты
В самолёте большинство объектов, представляющих интерес, находятся ниже самолёта, поэтому разумно определить "вниз" как положительное число. Северные, восточные, нисходящие (NED) координаты позволяют это как альтернативу ENU. По обычаю, северная ось обозначается как , восточная и нижняя, чтобы избежать путаницы между и и т.д. В этой статье мы ограничим местную координатную систему ENU. Источником этой системы координат обычно выбирается фиксированная точка на поверхности геоида ниже центра тяжести самолета. В таком случае, система координат иногда называется "местной северо-восточной системой координат". NED-координаты похожи на ECEF в том, что они картезианские, однако они могут быть более удобными из-за относительно небольших числа, а также из-за интуитивных осей. NED и ECEF координат можно связать с следующей формулой: где - 3D-позиция в системе NED, соответствующая позиция ECEF, эталонная позиция ECEF (где возникает местная касательная плоскость) и матрица вращения, ряды которой представляют собой северную, восточную и нисходящую оси. может быть определена удобным образом из широты и долготы, соответствующих:
where is a 3D position in a NED system, is the corresponding ECEF position, is the reference ECEF position (where the local tangent plane originates), and is a rotation matrix whose rows are the north, east, and down axes. may be defined conveniently from the latitude and longitude corresponding to :