Python 将纬度和经度转换为三维空间中的点

我需要将纬度和经度值转换为三维空间中的一个点。我已经试了大约两个小时了，但是没有得到正确的结果

等矩形坐标来自。我尝试过好几种因与罪的组合，但结果从来不像我们可爱的小地球

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在下面，您可以看到应用转换的结果。我想人们可以从上下文中猜出什么是

c4d.Vector

def llarToWorld(latit, longit, altid, rad):
    x = math.sin(longit) * math.cos(latit)
    z = math.sin(longit) * math.sin(latit)
    y = math.cos(longit)
    v = c4d.Vector(x, y, z)
    v = v * altid + v * rad
    return v

红色：X，绿色：Y，蓝色：Z

人们确实可以辨别南北美洲，尤其是墨西哥湾周围的陆地。然而，它看起来有点被压扁了，而且放错了地方

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由于结果看起来有点旋转，我想，我试着交换纬度和经度。但这一结果有些尴尬

def llarToWorld(latit, longit, altid, rad):
    temp = latit
    latit = longit
    longit = temp
    x = math.sin(longit) * math.cos(latit)
    z = math.sin(longit) * math.sin(latit)
    y = math.cos(longit)
    v = c4d.Vector(x, y, z)
    v = v * altid + v * rad
    return v

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这就是不转换值的结果

def llarToWorld(latit, longit, altid, rad):
    return c4d.Vector(math.degrees(latit), math.degrees(longit), altid)

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问题：如何正确转换经纬度

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解决方案 多亏了特雷亚，我在mathworks.com上找到了这个页面。执行其工作的代码如下所示：

def llarToWorld(lat, lon, alt, rad):
    # see: http://www.mathworks.de/help/toolbox/aeroblks/llatoecefposition.html
    f  = 0                              # flattening
    ls = atan((1 - f)**2 * tan(lat))    # lambda

    x = rad * cos(ls) * cos(lon) + alt * cos(lat) * cos(lon)
    y = rad * cos(ls) * sin(lon) + alt * cos(lat) * sin(lon)
    z = rad * sin(ls) + alt * sin(lat)

    return c4d.Vector(x, y, z)

实际上，我切换了

y

和

z

，因为那时地球是旋转的，但是，它是工作的！这就是结果：

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你没有按照维基百科的建议去做。仔细再读一遍

他们说：

x = r cos(phi) sin(theta)
y = r sin(phi) sin(theta)
z = r cos(theta)

然后：

theta == latitude
phi == longitude

在你的例子中，r=半径+高度

因此，您应该使用：

r = radius + altitude
x = r cos(long) sin(lat)
y = r sin(long) sin(lat)
z = r cos(lat)

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请注意，最后一个条目是

cos（lat）

（您使用的是经度）。

作为TreyA statet，

LLA到ECEF

是解决方案。请参见

我已重新格式化了前面提到的代码，但更重要的是，您遗漏了Niklas R提供的链接中提到的一些等式

比较输出：发现加利福尼亚州洛杉矶的ECEF（34.0522，-118.40806，0高程）
我的代码：
X=-2516715.36114米或-2516.715公里
Y=-4653003.08089米或-4653.003公里 Z=3551245.35929米或3551.245公里

您的代码：
X=-2514072.72181米或-2514.072公里
Y=-4648117.26458米或-4648.117公里 Z=3571424.90261米或3571.424公里

虽然在您的地球自转环境中，您的函数将生成正确的地理区域以供显示，但它将而不是给出正确的ECEF等效坐标。正如您所见，一些参数的变化幅度高达20公里，这是一个相当大的误差

平坦因子，

f

取决于您为转换假设的模型。典型的，模型是；然而，还有其他模式

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就我个人而言，我喜欢在海军研究生院对我的转换进行健康检查。

altid

是海拔高度，但什么是

rad

？那是地球的半径吗？

altid

和

rad

的单位是否相同（英尺）？如果您只使用半径（即仅

v=v*rad

），会怎么样？也可以通过谷歌搜索“lla到ecef”-纬度/经度/高度到以地球为中心的固定地球。@TreyA很好，谢谢！发现：这是正确的公式。：）如果你想让代表回答，你可以将你的评论作为答案，这样我也可以将我的问题标记为已回答。不幸的是，这与pixture 2显示的结果相同：（不，它不是。lat/long只被z交换。你把它们全部交换了。好吧，这不完全一样，但非常等于第二张图片。当交换lat和long时，它非常等于第一张图片。我通过搜索

lla到ecef

（感谢TreyA）找到的链接非常完美。请参阅：它应该是

x=r cos（long）cos（横向）y=r正弦（长）cos（横向）z=r正弦（横向）

。请注意，lat是从xy平面到z轴的角度，而不是维基百科建议的从z轴到xy平面的角度。这是可行的，但您首先需要将角度转换为弧度。lat/long值通常以度的形式提供。正如@TomislavMuic所指出的，在使用上述代码片段之前，您必须将纬度度转换为弧度。要做到这一点，请使用math.radians（）功能。

def LLHtoECEF(lat, lon, alt):
    # see http://www.mathworks.de/help/toolbox/aeroblks/llatoecefposition.html

    rad = np.float64(6378137.0)        # Radius of the Earth (in meters)
    f = np.float64(1.0/298.257223563)  # Flattening factor WGS84 Model
    cosLat = np.cos(lat)
    sinLat = np.sin(lat)
    FF     = (1.0-f)**2
    C      = 1/np.sqrt(cosLat**2 + FF * sinLat**2)
    S      = C * FF

    x = (rad * C + alt)*cosLat * np.cos(lon)
    y = (rad * C + alt)*cosLat * np.sin(lon)
    z = (rad * S + alt)*sinLat

    return (x, y, z)