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golang坐标转换 gomap3d库

article 2025/3/9 10:58:40

gomap3d

Go语言实现的多坐标系转换库，支持天文学/航天领域常用坐标系转换
gomap3d

特性

支持7种坐标系互转：
- 站心坐标系 (AER)
- 东北天坐标系 (ENU)
- 地心地固坐标系 (ECEF)
- 地心惯性坐标系 (ECI)
- 大地坐标系 (WGS84)
支持多种参考椭球体：
- WGS-84
- CGCS2000
- 月球
- 火星
精确天文计算：
- 儒略日计算
- 格林威治恒星时
- ECI/ECEF时变转换

安装

go get github.com/PingPongCode/gomap3d

使用示例

基本转换

package main

import (
	"fmt"
	"time"
	"github.com/PingPongCode/gomap3d"
)

func main() {
	// 创建WGS84椭球体
	ell, _ := gomap3d.NewEllipsoid("wgs84")

	// 大地坐标（北京）
	beijing := gomap3d.Geodetic{
		Latitude:  39.9042, 
		Longitude: 116.4074,
		Altitude:  43.5,
		Ell:       ell,
	}

	// 转换为ECEF
	ecef := beijing.ToECEF()
	fmt.Printf("ECEF坐标: %.2f, %.2f, %.2f\n", ecef.X, ecef.Y, ecef.Z)

	// 转换为ENU（以上海为参考点）
	shanghai := gomap3d.Geodetic{
		Latitude:  31.2304,
		Longitude: 121.4737,
		Altitude:  4.0,
		Ell:       ell,
	}
	enu := beijing.ToENU(shanghai)
	fmt.Printf("ENU坐标: 东%.2fm, 北%.2fm, 上%.2fm\n", enu.East, enu.North, enu.Up)

	// 时间相关转换（ECI）
	t := time.Date(2023, 6, 15, 12, 0, 0, 0, time.UTC)
	eci := ecef.ToECI(t)
	fmt.Printf("ECI坐标: %.2f, %.2f, %.2f\n", eci.X, eci.Y, eci.Z)
}

坐标链转换

// AER -> ENU -> ECEF -> Geodetic
aer := gomap3d.AER{
	Azimuth:   45.0,
	Elevation: 30.0,
	SRange:    1000.0,
	Ell:       ell,
}

enu := aer.ToENU()
ecef := enu.ToECEF(shanghai)
geo := ecef.ToGeodetic()

fmt.Printf("转换结果: 纬度%.4f°, 经度%.4f°, 高度%.1fm", 
	geo.Latitude, geo.Longitude, geo.Altitude)

基本函数

基本函数见base.go,参考pymap3d编写

// ENU2AER 将ENU坐标转换为方位角、仰角和斜距
func ENU2AER(e, n, u float64) (az, el, srange float64){}

// AER2ENU 将方位角、仰角和斜距转换为ENU坐标
func AER2ENU(az, el, srange float64) (e, n, u float64) {}

// Geodetic2ECEF 将地理坐标转换为ECEF坐标
func Geodetic2ECEF(lat, lon, alt float64, ell *Ellipsoid) (x, y, z float64) {}

// ECEF2Geodetic 将ECEF坐标转换为地理坐标
func ECEF2Geodetic(x, y, z float64, ell *Ellipsoid) (lat, lon, alt float64) {}

// 天文计算相关函数
// juliandate 计算给定时间的儒略日
func juliandate(t time.Time) float64 {}

// greenwichsrt 计算格林威治恒星时（弧度）
func greenwichsrt(jd float64) float64 {}

// rotationMatrix3 生成绕Z轴旋转x弧度的矩阵
func rotationMatrix3(x float64) [3][3]float64 {}

// multiplyMatrixVector 矩阵乘以向量
func multiplyMatrixVector(matrix [3][3]float64, vector [3]float64) [3]float64 {}

// ECI2ECEF 将ECI坐标转换为ECEF坐标
func ECI2ECEF(x, y, z float64, t time.Time) (xEcef, yEcef, zEcef float64) {}

// ECEF2ECI 将ECEF坐标转换为ECI坐标
func ECEF2ECI(x, y, z float64, t time.Time) (xEci, yEci, zEci float64) {}

// ECEF2ENU 将ECEF坐标转换为ENU坐标
func ECEF2ENU(x, y, z, lat0, lon0, h0 float64, ell *Ellipsoid) (e, n, u float64) {}

// ENU2ECEF 将ENU坐标转换为ECEF坐标
func ENU2ECEF(e, n, u, lat0, lon0, h0 float64, ell *Ellipsoid) (x, y, z float64) {}