[发明专利]针对移动平台位于极区附近时的坐标变换方法

权利要求书

1.一种针对移动平台位于地球南北极附近时的坐标变换方法，其特征在于包括如下步骤：

首先将原点设为移动平台当前位置A，X轴为平面P1与平面P2的交线，P1为过A点与ECEF坐标系中XZ平面平行的平面，P2为A点所在的水平面，X轴的正向取地心地固ECEF坐标系中X轴的正向，Z轴垂直P2朝下，Y轴与X、Z轴成右手坐标系，以此定义新的机载地理直角坐标系C1；新机载地理直角坐标系相当于移动平台原NED地理直角坐标系沿Z轴旋转了一定角度，使X轴平行于由平台所在位置的正北和正东方向确定的NE水平面与零度经圈所在平面的交线；其次定义移动平台的新姿态角，其中偏航角为该平台机轴正向或其机载直角坐标系的X轴在平面P2内投影与新机载地理直角坐标系X轴正向所成夹角，俯仰角和横滚角则保持不变；最后基于固定形式的转换矩阵，将目标位置向量由机载直角坐标系转到新的机载地理直角坐标系C1，再由新的机载地理直角坐标系C1转到ECEF直角坐标系，利用新的地理坐标系和偏航角完成坐标变换，同时完成相应的逆变换。

2.如权利要求1所述的针对移动平台位于地球南北极附近时的坐标变换方法，其特征在于，在定义新的机载地理直角坐标系和新的移动平台姿态角的基础上，完成目标位置坐标在机载直角坐标系与地心地固ECEF直角坐标系之间的相互转换。

3.如权利要求1所述的针对移动平台位于地球南北极附近时的坐标变换方法，其特征在于，定义新的移动平台姿态角，其中新偏航角为在平面P2内，由新机载地理直角坐标系X轴正向旋转至机轴正向在平面P2内的投影所转过的角度，取值范围为[0,360)度；新俯仰角和新横滚角则保持以前的定义，分别为机轴正向与平面P2所成的夹角和载机纵向对称面与纵向铅垂面之间所成的夹角。

4.如权利要求1所述的针对移动平台位于地球南北极附近时的坐标变换方法，其特征在于，在载机直角坐标系与机载地理直角坐标系C1之间互相变换中，极区附近移动平台的三个姿态角新偏航角、俯仰角和横滚角分别记作(β',ε,γ)，机载直角坐标系下的目标位置向量记作[x₁,y₁,z₁]^T，机载地理直角坐标系C1下的目标位置向量记作[x₂,y₂,z₂]^T，并令矩阵

M=cosϵcosβ′sinϵcosβ′sinγ-sinβ′cosγsinϵβ′cosγ+sinβ′sinγcosϵsinb′sinϵsinβ′sinγ+cosβ′cosγsinϵsinβ′cosγ-cosβ′sinγ-sincosϵsinγcosϵcosγ]]>

a)由机载直角坐标系到机载地理直角坐标系C1的变换：

x2y2z2=Mx1y1z1]]>

b)由机载地理直角坐标系C1到机载直角坐标系的变换：

x1y1z1=M-1x2y2z2.]]>