附录E. 模型与算法

E.2 坐标系统

在RTKLIB中，接收机和卫星的位置以ECEF（地心地固坐标系）的X、Y、Z分量表示。ECEF框架的选择取决于卫星星历和基准站位置，并未明确固定。例如，使用GPS信号时，单点定位结果通常基于WGS84坐标系。在基线分析中，移动站的位置会被转换到与基准站相同的ECEF框架中。实际上，常用的ECEF框架（如WGS84、PZ90.02和ITRF）在广播星历或单点定位精度范围内是等效的。然而，对于基线分析或PPP（精密单点定位），需要更严格地处理坐标系，使用统一的坐标系可以有效减少处理误差。

E.2.1 从大地坐标转换为ECEF XYZ坐标

大地坐标是基于参考椭球体定义的，如图E.2-1所示。大地纬度、经度和椭球高可以转换为ECEF XYZ坐标，转换公式如下：

其中，
：地球参考椭球体的长半轴（米）
：地球参考椭球体的扁率

当前版本的RTKLIB始终使用WGS84坐标系提供的参考椭球体的和值如下：

图E.2-1 参考椭球体

E.2.2 将ECEF坐标转换为大地坐标

将ECEF中的XYZ位置 转换为大地坐标，需采用以下步骤。在此过程中，大地纬度是通过迭代方法计算得出的。

E.2.3本地坐标与ECEF坐标之间的转换

接收机位置的局部坐标（也称为ENU坐标）在GNSS导航处理中经常被使用。从ECEF坐标到局部坐标的旋转矩阵 ​ 表示为：

其中，和分别是接收机位置的大地纬度和经度。通过使用旋转矩阵以及接收机在ECEF坐标系中的位置，可以将ECEF坐标系中的位置转换为局部坐标系中的位置，转换公式如下：

E.2.4 大地水准面模型

为了从椭球高得到大地高，我们需要考虑似大地水准面高。大地高 hgeod​（单位：米）表示为：

其中， 是在纬度 和经度 ​ 处的似大地水准面高（单位：米）。RTKLIB支持通过处理选项“似大地水准面模型”选择以下几种似大地水准面模型。所有这些模型均以纬度和经度网格点上的似大地水准面高提供。RTKLIB使用双线性插值来获取适用于特定纬度和经度位置的值。除了内部模型外，使用这些似大地水准面模型时，需要下载相应的似大地水准面数据文件，并将其文件路径设置为处理选项“似大地水准面数据文件”。

• 内置模型： 基于EGM96的1度×1度网格似大地水准面模型
• EGM96： 15" x 15" 网格的EGM96似大地水准面模型
• EGM2008： 2.5" x 2.5" 网格或1弧秒×1弧秒网格的EGM2008似大地水准面模型
• GSI 2000： 1" x 1.5" 弧秒网格的GSI 2000似大地水准面模型（仅适用于日本列岛周边）