站心直角坐标系转经纬高

序：网上很多算法，基本都是错的，还得去找论文才行。原理就不讲了，我会贴出论文引用。

1.转换过程

(1)确定站心直角坐标系的原点(X0,Y0,Z0)=(0,0,0)的经纬高(B0,L0,H0)作为基准点。

(2)将基准点(B0,L0,H0)转成地心坐标。

(3)将站心直角坐标系的目标点(X1,Y1,Z1)转成地心坐标(eX1,eY1,eZ1)。

(4)将地心坐标(eX1,eY1,eZ1)转成经纬高(B1,L1,H1)。

2.C#代码

    /// <summary>/// 使用WGS84椭球体/// </summary>public class CoorTransform{#region C#实现方法/三角函数及迭代法/// <summary>/// 地心坐标转经纬高/// </summary>/// <param name="X"></param>/// <param name="Y"></param>/// <param name="Z"></param>/// <param name="aAxis"></param>/// <param name="bAxis"></param>/// <returns></returns>public static Vector3D XYZtoBLH(double X, double Y, double Z, double aAxis = 6378137,             double bAxis = 6356752.3142){double targetH, targetB, targetL;double e1 = (Math.Pow(aAxis, 2) - Math.Pow(bAxis, 2)) / Math.Pow(aAxis, 2);double e2 = (Math.Pow(aAxis, 2) - Math.Pow(bAxis, 2)) / Math.Pow(bAxis, 2);double S = Math.Sqrt(Math.Pow(X, 2) + Math.Pow(Y, 2));double cosL = X / S;double B = 0;double L = 0;L = Math.Acos(cosL);L = Math.Abs(L);double tanB = Z / S;B = Math.Atan(tanB);double c = aAxis * aAxis / bAxis;double preB0 = 0.0;double ll = 0.0;double N = 0.0;//迭代计算纬度do{preB0 = B;ll = Math.Pow(Math.Cos(B), 2) * e2;N = c / Math.Sqrt(1 + ll);tanB = (Z + N * e1 * Math.Sin(B)) / S;B = Math.Atan(tanB);} while (Math.Abs(preB0 - B) >= 0.0000000001);ll = Math.Pow(Math.Cos(B), 2) * e2;N = c / Math.Sqrt(1 + ll);targetH = S / Math.Cos(B) - N;// * (1 - e1);targetB = B * 180 / Math.PI;targetL = L * 180 / Math.PI;return new Vector3D(targetB, targetL, targetH);}/// <summary>/// 经纬高转地心坐标/// </summary>/// <param name="B"></param>/// <param name="L"></param>/// <param name="H"></param>/// <param name="aAxis"></param>/// <param name="bAxis"></param>/// <returns></returns>public static Vector3D BLHtoXYZ(double B, double L, double H, double aAxis = 6378137, double bAxis = 6356752.3142){double targetX, targetY, targetZ;double dblD2R = Math.PI / 180.0;double f = 1 / 298.257223563;double e2 = 2 * f - f * f;//double e1 = Math.Sqrt(Math.Pow(aAxis, 2) - Math.Pow(bAxis, 2)) / Math.Pow(aAxis, 2);double W = Math.Sqrt(1 - e2 * Math.Sin(B * dblD2R) * Math.Sin(B * dblD2R));double N = aAxis / W;//double N = aAxis / Math.Sqrt(1.0 - Math.Pow(e1, 2) * Math.Pow(Math.Sin(B * dblD2R), 2));targetX = (N + H) * Math.Cos(B * dblD2R) * Math.Cos(L * dblD2R);targetY = (N + H) * Math.Cos(B * dblD2R) * Math.Sin(L * dblD2R);targetZ = (N * (1.0 - e2) + H) * Math.Sin(B * dblD2R);return new Vector3D(targetX, targetY, targetZ);}/// <summary>/// 计算站心直角坐标系中的相对坐标在地心坐标系中的坐标/// </summary>/// <param name="X0">站心原点的地心坐标X</param>/// <param name="Y0">站心原点的地心坐标Y</param>/// <param name="Z0">站心原点的地心坐标Z</param>/// <param name="B0">站心原点的纬度</param>/// <param name="L0">站心原点的经度</param>/// <param name="H0">站心原点的高度</param>/// <param name="rX">相对站心原点的目标坐标X</param>/// <param name="rY">相对站心原点的目标坐标Y</param>/// <param name="rZ">相对站心原点的目标坐标Z</param>/// <returns></returns>public static Vector3D CalRelaXYZBasedOnBLH(double X0,double Y0,double Z0,double B0,double L0,double H0,double rX,double rY,double rZ){double dblD2R = Math.PI / 180.0;var AX = -Math.Sin(L0 * dblD2R) * rX + -Math.Sin(B0 * dblD2R) * Math.Cos(L0 * dblD2R) * rY + Math.Cos(B0 * dblD2R) * Math.Cos(L0 * dblD2R) * rZ;var AY = -Math.Cos(L0 * dblD2R) * rX + -Math.Sin(B0 * dblD2R) * Math.Sin(L0 * dblD2R) * rY + Math.Cos(B0 * dblD2R) * Math.Sin(L0 * dblD2R) * rZ;var AZ = 0 + Math.Cos(B0 * dblD2R) * rY + Math.Sin(B0 * dblD2R) * rZ;var relaX = AX + X0;var relaY = AY + Y0;var relaZ = AZ + Z0;return new Vector3D(relaX, relaY, relaZ);}#endregion}

3.转换代码,为了直观变量名使用中文

double 基准点纬度 = 34, 基准点经度 = 112, 基准点高 = 300;
double 目标站心坐标X = 0, 目标站心坐标Y = 100000, 目标站心坐标Z = 8000;
var 站心原点的地心坐标 = CoorTransform.BLHtoXYZ(基准点纬度, 基准点经度, 基准点高);
var 目标的地心坐标 = CoorTransform.CalRelaXYZBasedOnBLH(站心原点的地心坐标.X, 站心原点的地心坐标.Y, 站心原点的地心坐标.Z, 基准点纬度, 基准点经度, 基准点高, 目标站心坐标X, 目标站心坐标Y, 目标站心坐标Z);
var 目标的纬经高 = CoorTransform.XYZtoBLH(目标的地心坐标.X, 目标的地心坐标.Y, 目标的地心坐标.Z);

4.结果

[注：]

1.直角坐标单位皆为米。

2.本文的站心直角坐标为东、北、天，即X+ => 东，Y+ => 北，Z+ => 天。如果使用北、天、东注意下转换。

引用

[1]凌震莹.大地坐标系与站心地平直角坐标系的坐标转换[J].声学与电子工程,2009(04):31-34.

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