Coordenadas locais do plano tangente - Local tangent plane coordinates
As coordenadas locais do plano tangente ( LTP ), também conhecidas como sistema elipsoidal local , sistema de coordenadas geodésicas locais ou verticais locais, coordenadas horizontais locais ( LVLH ), são um sistema de coordenadas geográficas baseado no plano tangente definido pela direção vertical local e da Terra eixo de rotação. É composto por três coordenadas : uma representa a posição ao longo do eixo norte, uma ao longo do eixo leste local e uma representa a posição vertical . Existem duas variantes destras :coordenadas leste, norte, acima ( ENU ) e coordenadas norte, leste, abaixo ( NED ). Eles servem para representar vetores de estado que são comumente usados na aviação e na cibernética marinha.
Machados
Esses quadros dependem do local. Para movimentos ao redor do globo, como navegação aérea ou marítima, os quadros são definidos como tangentes às linhas de coordenadas geográficas :
- Tangente Leste-Oeste aos paralelos ,
- Tangente Norte-Sul aos meridianos , e
- Cima-Baixo na direção normal ao esferóide achatado usado como elipsóide da Terra , que geralmente não passa pelo centro da Terra.
Coordenadas locais leste, norte, para cima (ENU)
Em muitas aplicações de direcionamento e rastreamento, o sistema de coordenadas cartesianas local Leste, Norte, Cima (ENU) é muito mais intuitivo e prático do que as coordenadas ECEF ou geodésicas. As coordenadas ENU locais são formadas a partir de um plano tangente à superfície da Terra fixado em um local específico e, portanto, às vezes é conhecido como um plano "Tangente Local" ou "geodésico local". Por convenção, o eixo leste é rotulado , o norte e o para cima .
Coordenadas locais de norte, leste e baixo (NED)
Em um avião, a maioria dos objetos de interesse está abaixo da aeronave, portanto, é sensato definir down como um número positivo. As coordenadas Norte, Leste, Baixo (NED) permitem isso como uma alternativa ao ENU. Por convenção, o eixo norte é rotulado , o leste e o para baixo . Para evitar confusão entre e , etc. neste artigo, restringiremos o quadro de coordenadas locais para ENU.
A origem deste sistema de coordenadas geralmente é escolhida para ser um ponto na superfície do geóide abaixo do centro de gravidade da aeronave. No entanto, deve-se ter cuidado, pois, se a aeronave estiver acelerando (girando ou acelerando linearmente), as coordenadas NED não são mais coordenadas inerciais.
As coordenadas NED são semelhantes a ECEF por serem cartesianas, mas podem ser mais convenientes devido aos números relativamente pequenos envolvidos e também por causa dos eixos intuitivos. As coordenadas NED e ECEF podem ser relacionadas com a seguinte fórmula:
onde é uma posição 3D em um sistema NED, é a posição ECEF correspondente, é a posição ECEF de referência (onde o plano tangente local se origina) e é uma matriz de rotação cujas colunas são os eixos norte, leste e para baixo. pode ser definido convenientemente a partir da latitude e longitude correspondente a :
Observe que esta é na verdade uma matriz de rotação para o plano tangente local ENU. Consulte o link abaixo para obter um método e explicação mais detalhados.
Veja também
- Convenções de eixos
- Figura da Terra
- Sistema geodésico
- Sistema de referência de grade
- Coordenadas locais
Referências
- ^ Torge, Wolfgang; Müller, Jürgen (29/05/2012). Geodésia . DE GRUYTER. doi : 10.1515 / 9783110250008 . ISBN 978-3-11-020718-7.
- ^ Seeber, Günter (2003-06-19). Geodésia por satélite . Walter de Gruyter. doi : 10.1515 / 9783110200089 . ISBN 978-3-11-017549-3.
- ^ "Geodésia". Levantamento por satélite GPS . Hoboken, NJ, EUA: John Wiley & Sons, Inc. 11/04/2015. pp. 129–206. doi : 10.1002 / 9781119018612.ch4 . ISBN 978-1-119-01861-2.
- ^ Cai, Guowei; Chen, Ben M .; Lee, Tong Heng (2011). Sistemas de helicópteros não tripulados . Springer. pp. 27 . ISBN 978-0-85729-634-4.
- ^ Cai, Guowei; Chen, Ben M .; Lee, Tong Heng (2011). Sistemas de helicópteros não tripulados . Springer. pp. 32 . ISBN 978-0-85729-634-4.