java - 将GPS坐标转换为ENU坐标的功能？

Question

我想将 gps 坐标（纬度、经度）转换为 ENU（est、north、up）坐标。

我知道关于这个问题的理论，但我没有时间来实现它，所以我问是否存在 java 代码来做到这一点！

谢谢

Answer 1

在本出版物中，有很多关于主题的信息。此外还有一个 Matlab 代码 - 这是一个很好的起点。

相关部分（来自 SP Drake 的“Converting GPS Coordinates (Φλh) to Navigation Coordinates (ENU)”）：

Answer 2

只是一个简单的 Java 实现将 GPS 坐标转换为 ENU 坐标。

public List<Double> convertGpsToECEF(double lat, double longi, float alt) {

    double a=6378.1;
    double b=6356.8;
    double N;
    double e= 1-(Math.pow(b, 2)/Math.pow(a, 2));
    N= a/(Math.sqrt(1.0-(e*Math.pow(Math.sin(Math.toRadians(lat)), 2))));
    double cosLatRad=Math.cos(Math.toRadians(lat));
    double cosLongiRad=Math.cos(Math.toRadians(longi));
    double sinLatRad=Math.sin(Math.toRadians(lat));
    double sinLongiRad=Math.sin(Math.toRadians(longi));
    double x =(N+0.001*alt)*cosLatRad*cosLongiRad;
    double y =(N+0.001*alt)*cosLatRad*sinLongiRad;
    double z =((Math.pow(b, 2)/Math.pow(a, 2))*N+0.001*alt)*sinLatRad;

    List<Double> ecef= new ArrayList<>();
    ecef.add(x);
    ecef.add(y);
    ecef.add(z);

    return ecef;


}


public List<Double> convertECEFtoENU(List<Double> ecefUser, List<Double> ecefPOI, double lat, double longi){

    double cosLatRad=Math.cos(Math.toRadians(lat));
    double cosLongiRad=Math.cos(Math.toRadians(longi));
    double sinLatRad=Math.sin(Math.toRadians(lat));
    double sinLongiRad=Math.sin(Math.toRadians(longi));


    List<Double> vector = new ArrayList<>();

    vector.add(ecefUser.get(0)-ecefPOI.get(0));
    vector.add(ecefUser.get(1)-ecefPOI.get(1));
    vector.add(ecefUser.get(2)-ecefPOI.get(2));

    double e= vector.get(0)*(-sinLongiRad)+vector.get(0)*(cosLongiRad);
    double n= vector.get(0)*(-sinLatRad)*(cosLongiRad)+vector.get(1)*(-sinLatRad)*(sinLongiRad)+vector.get(2)*cosLatRad;
    double u= vector.get(0)*(cosLatRad)*(cosLongiRad)+vector.get(1)*(cosLatRad)*(sinLongiRad)+vector.get(2)*sinLatRad;


    List<Double> enu= new ArrayList<>();
    enu.add(e);
    enu.add(n);
    enu.add(u);

    return enu;
    }

Answer 3

您在 wiki 上找到的公式

从 ECEF 到 ENU

由于缺少公式编辑器，因此无法在此处发布答案。

Answer 4

我找到了一个简单的方法。它使用的想法是，它可能是一个足够好的近似值，可以将地球视为“平坦”

http://williams.best.vwh.net/avform.htm#flat

Answer 5

使用goGPS库Coordinates.java

 /**
 * @param origin
 * @return Local (ENU) coordinates
 */
public void computeLocal(Coordinates target) {
    if(this.geod==null) computeGeodetic();

    SimpleMatrix R = rotationMatrix(this);

    enu = R.mult(target.minusXYZ(this));

}

另请参见TopocentricCoordinates.java

    public void computeTopocentric(Coordinates origin, Coordinates target) {

    origin.computeLocal(target);

    double E = origin.getE();//enu.get(0);
    double N = origin.getN();//enu.get(1);
    double U = origin.getU();//enu.get(2);

Answer 6

其他解决方案是：

public static double[] fatCoordinates(double lat,double lon){
    double phi = Math.toRadians(lat);
    double lambda = Math.toRadians(lon);
    double e2 = Math.pow(WGS_E,2);
    double Rn = WGS_A / Math.sqrt(1 - e2 * Math.pow(Math.sin(phi), 2));
    double[] XYZ = new double[3];
    XYZ[0] = Rn * Math.cos(phi) * Math.cos(lambda);
    XYZ[1] = Rn * Math.cos(phi) * Math.sin(lambda);
    XYZ[2] = Rn * (1 - e2) * Math.sin(phi);

    return XYZ;


}

和

public static final double WGS_A = 6378137.0;


public static final double WGS_E = 0.0818191908426;

它取自https://josm.openstreetmap.de/browser/josm/trunk/src/org/openstreetmap/josm/data/projection/Ellipsoid.java?rev=4382