c++ - 从卫星的 ECI 坐标获取地球上的纬度和经度点

Question

我正在尝试用 C++ 编写软件，它将在特定时间将卫星的 ECI 坐标转换为 2D 地球地图上的一个点。我知道 ECI 坐标很容易从 TLE 数据中获取。但它没有说明卫星位于地球上的哪个特定纬度和经度点。

我的问题是，您如何知道地球在特定时间（获得 TLE 的时间，或未来轨道传播后的时间）的方向？此外，在计算未来点时，如何考虑进动和章动的影响，以达到更高的准确度？谢谢你。

Answer 1

这是一个令人惊讶的难题。一般分两步解决：

1. ECI 是一个 4 维系统，它在地球旋转时是固定的。所以必须首先计算地球固定坐标（ECEF）。可以包括各种细微差别，例如地球的岁差，但我不会详细说明它们。包含的参考资料显示了如何进行转换。
2. 从 ECEF 计算纬度/经度。传统方式是通过牛顿-拉尔夫森变换。这相当简单，但可能会根据您对地球的建模方式而有所不同。有一个javascript计算器可以做到这一点，看看公式的来源，或者你可以看看这个网站。

或者，如果您愿意，您可以使用SConvert Library，它为您管理所有此类转换。它是用本机 C++ 编写的，因此应该适合您。

一些资源：

• 带有数字的轨道力学
• 将 ECI（CIS，EPOCH 52000.0）坐标转换为 WGS84（CTS，ECEF）坐标

一般来说，互联网上没有很好地记录这类东西的坐标变换，所以你可能需要找一本有上述变换的书。