参考坐标系的建模方法

在进行机载面阵激光雷达测量系统的定位原理研究时，必须定义好参考坐标系，这样才能在各参考坐标系的基础上，建立面阵激光雷达对地定位几何模型，并在各个参考坐标系之间相互转换。各参考坐标系平台如下：

①当激光脚点照射到地面时，可以定义瞬时激光束参考坐标系。此时，以激光发射器的发射点为坐标原点O，飞机飞行的方向为X 轴方向，激光束照射的方向为Z 轴方向，Y轴方向为与O-XYZ 构成右手系所指的方向。

②定义激光扫描参考坐标系。该坐标系以激光发射器的发射点为坐标原点O，以飞机飞行的方向为X 轴方向，以扫描角为零的时刻作为Z 轴方向，Y 轴方向为与O-XYZ 构成右手系所指的方向。

③IMU 参考坐标系。该坐标系以惯性平台参考点为坐标原点O，以飞机飞行的方向为X 轴方向，以垂直飞机飞行方向，并指向飞机右翼的方向为Y 轴方向，Z 轴方向垂直向下，并与O-XYZ 构成右手系。

④当地水平面参考坐标系。该坐标系以GPS 天线相位中心作为坐标原点O，以正北方向为X 轴方向，以Z 轴沿椭球体法向方向反射指向地心的方向为Z 轴方向，Y 轴方向与O-XYZ 构成右手系。(www.xing528.com)

⑤当地垂直参考坐标系，该坐标系以GPS 天线相位中心作为坐标原点O，以正北方向为X 轴方向，以Z 轴平行大地水准面的向下法向量方向为Z 轴方向，Y 轴方向指向东，并与O-XYZ 构成右手系。

⑥WG-S84 参考坐标系。该坐标系是以地心为坐标原点O，以IERS 参考子午线(IERS Reference Meridian，IRM)为X 轴方向，以IERS 参考极(IERS Reference Pole，IRP)指向的方向为Z 轴方向，Y 轴与O-XYZ 构成右手系。

在建立激光雷达测量系统对地定位几何模型的时候，首先从瞬时激光束参考坐标系开始，对激光脚点坐标进行转换，最终得到WGS-84 坐标系下的激光脚点坐标(张小红，2007)。