[发明专利]一种基于直、球与柱坐标变换的坐标旋转方法

权利要求书

1.一种基于直、球与柱坐标变换的坐标旋转方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定井斜角及旋转方位角，旋转地层坐标系z轴，使其与仪器坐标系Z轴重合；

步骤2：以z(Z)轴建立球坐标系，在zoZ平面内垂直e_r方向为e_θ(x’)，垂直zoZ平面为e_φ(y’)，通过球坐标与直角坐标系间的变换关系，确定地层坐标系与过渡坐标系之间旋转矩阵T1；

步骤3：以Z轴建立柱坐标系，确定仪器旋转角，并以z轴中心旋转使x’和y’分别与X，Y重合，通过直角坐标与柱坐标系间变换关系，确定过渡坐标系与仪器坐标系之间旋转矩阵T2；

步骤4：对旋转矩阵T1和T2进行整理，最终求得地层坐标系与仪器坐标系之间的旋转矩阵；在步骤2中，具体包括如下步骤：

步骤2.1：以z(Z)轴建立球坐标系，zoZ平面内垂直e_r方向为e_θ(x’)，垂直zoZ平面为e_φ(y’)；

步骤2.2：根据球坐标系及直角坐标系中的向量坐标系间坐标关系，通过微分运算确定地层坐标系与过渡坐标系之间旋转矩阵T1；

步骤3中，具体包括如下步骤：

步骤3.1：以Z轴建立柱坐标系，确定仪器旋转角，并以z轴中心旋转使x’和y’分别与X，Y重合；

步骤3.2：根据柱坐标系及直角坐标系中的向量坐标系间坐标关系，通过微分运算确定过渡坐标系与仪器坐标系之间旋转矩阵T2。

2.根据权利要求1所述的一种基于直、球与柱坐标变换的坐标旋转方法，其特征在于，步骤1中，确定地层坐标系(x,y,z)与仪器坐标系(X,Y,Z)之间的井斜角α与旋转方位角β，将坐标系沿zoZ平面旋转使z轴与Z轴重合。

3.根据权利要求1所述的一种基于直、球与柱坐标变换的坐标旋转方法，其特征在于，在步骤2.2中，在直角坐标系(x,y,z)下的方向向量为u，分别求取方向向量u对于ρ、θ与φ的偏导，并进行归一化，确定地层坐标系与过渡坐标系之间旋转矩阵T1，其中，

u＝ρsinθcosφe_x+ρsinθsinφe_y+ρcosθe_z

得，

4.根据权利要求1所述的一种基于直、球与柱坐标变换的坐标旋转方法，其特征在于，步骤3.2中，直角坐标系(x’,y’,z’)下的方向向量为u，分别求取方向向量u对于X、Y与Z的偏导并进行归一化，确定仪器坐标系与过渡坐标系之间旋转矩阵T2，其中，

r＝ρcosγe_X+ρsinγe_Y+ze_Z

得，

5.根据权利要求1所述的一种基于直、球与柱坐标变换的坐标旋转方法，其特征在于，步骤4中，对旋转矩阵T1和T2进行整理，最终求得地层坐标系与仪器坐标系之间的旋转矩阵R，