一些坐标系概念(ECEF、ENU、WGS-84、Web墨卡托、UTM坐标系)

简介

站心坐标系、地心坐标系、地心地固坐标系、Web墨卡托投影坐标系、像素坐标系、瓦片坐标系

1.球体坐标系

1.1地心地固坐标系ECEF

坐标系定义： 以地球质心为坐标原点，z轴指向极点，x轴过赤道和本初子午线交点，y轴完成右手坐标系。
坐标形式： [x,y,z]，单位m

1.2站心坐标系ENU

坐标系定义： 站心坐标系即东北天坐标系，以用户所在位置P为坐标原点，z轴指向天空，x轴指向东方，y轴指向北方。
坐标形式： [x,y,z]，单位m

1.3地心坐标系WGS84

可以近似看作和地心地固坐标系ECEF相同，以地心为坐标原点，x轴指向0度径线所在平面和赤道交点，y轴完成右手坐标系。WGS84用于GPS导航。
坐标形式： [经度，维度，高度]，单位度

2.投影平面坐标系

2.1Web墨卡托投影坐标系

坐标系定义：
以整个世界范围，赤道作为标准纬线，本初子午线作为中央经线，两者交点为坐标原点，向东向北为正，向西向南为负。

坐标系投影过程：

墨卡托(Mercator)投影，又名“等角正轴圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Mercator）在1569年拟定，假设地球被围在一个中空的圆柱里，其赤道与圆柱相接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅标准纬线为零度（即赤道）的“墨卡托投影”绘制出的世界地图。

坐标形式： [x,y]，单位m

2.2UTM坐标系

坐标定义：
UTM坐标系指通用横墨卡托格网系统，UTM投影为椭圆柱横正轴割地球椭球体，椭圆柱的中心线位于椭球体赤道面上，且通过椭球体质点。从而将椭球体上的点投影到椭圆柱上。

UTM投影分布带：
UTM 经度区范围为1到60，其中58个区的东西跨度为 6°。经度区涵盖了地球中纬度范围从 80°S 到 84°N 之间的所有区域。一共有 20个UTM 纬度区，每个区的南北跨度为 8°；使用字母 C 到 X 标识（其中没有字母 I 和 O）。A、B、Y、Z 区不在系统范围以内，它们覆盖了南极和北极区。

UTM坐标表示：
UTM 坐标的表示格式为：经度区纬度区以东以北，其中以东表示从经度区的中心子午线的投影距离，而以北表示距离赤道的投影距离。这个两个值的单位均为米。举例来说，使用 UTM 表示经/纬度坐标 61.44，25.40 的结果就是35V 414668 6812844；而经/纬度坐标 -47.04，-73.48 的表示结果为18G 615471 4789269。、

3.像素平面坐标系

3.1 图像平面坐标系

在使用激光点云信息制作反射率底图时，一般是将其转换为俯视图的形式。通常需要设置一个分辨率res,表示激光点云地图中res*res大小的一个体素对应平面上的一个像素单位。

图像平面坐标系就是SLAM中普通的像素坐标系，坐标原点位于图像左上角定点，x轴向右，y轴向下

3.2 瓦片图坐标系

瓦片图就是按照固定的尺寸大小将图像切割成若干个网格，得到的像素块。