El sistema de coordenadas centrado en la Tierra y fijo en la Tierra (acrónimo ECEF ), también conocido como sistema de coordenadas geocéntricas , es un sistema de referencia espacial cartesiano que representa ubicaciones en las proximidades de la Tierra (incluida su superficie , interior, atmósfera y espacio exterior circundante) como medidas X , Y y Z desde su centro de masa . [1] [2] Su uso más común es en el seguimiento de las órbitas de los satélites y en los sistemas de navegación por satélite para medir ubicaciones en la superficie de la Tierra, pero también se utiliza en aplicaciones como el seguimiento del movimiento de la corteza .
La distancia desde un punto de interés dado hasta el centro de la Tierra se denomina distancia geocéntrica , R = ( X 2 + Y 2 + Z 2 ) 0,5 , que es una generalización del radio geocéntrico , R 0 , no restringida a puntos en la superficie del elipsoide de referencia . La altitud geocéntrica es un tipo de altitud definida como la diferencia entre las dos cantidades mencionadas anteriormente: h ′ = R − R 0 ; [3] no debe confundirse con la altitud geodésica .
Las conversiones entre ECEF y coordenadas geodésicas (latitud y longitud) se analizan en conversión de coordenadas geográficas .
Al igual que con cualquier sistema de referencia espacial , el ECEF consiste en un sistema de coordenadas abstracto (en este caso, un sistema tridimensional convencional de mano derecha) y un datum geodésico que vincula el sistema de coordenadas a ubicaciones reales en la Tierra. [4] El ECEF que se utiliza para el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es el geocéntrico WGS 84 , que actualmente incluye su propia definición de elipsoide. [5] También se pueden utilizar otros datums locales como NAD 83. Debido a las diferencias entre los datums, las coordenadas ECEF para una ubicación serán diferentes para diferentes datums, aunque las diferencias entre la mayoría de los datums modernos son relativamente pequeñas, dentro de unos pocos metros.
El sistema de coordenadas ECEF tiene los siguientes parámetros:
Un ejemplo son los datos NGS para un disco de latón cerca de Donner Summit, en California. Dadas las dimensiones del elipsoide, la conversión de coordenadas de latitud/longitud/altura sobre el elipsoide a XYZ es sencilla: calcule la XYZ para la latitud-longitud dada en la superficie del elipsoide y agregue el vector XYZ que es perpendicular al elipsoide allí y tiene una longitud igual a la altura del punto sobre el elipsoide. La conversión inversa es más difícil: dado XYZ, puede obtener inmediatamente la longitud, pero no existe una fórmula cerrada para la latitud y la altura. Consulte " Sistema geodésico ". Usando la fórmula de Bowring en Survey Review de 1976, la primera iteración da una latitud correcta dentro de 10-11 grados siempre que el punto esté dentro de los 10 000 metros por encima o 5000 metros por debajo del elipsoide.
Las coordenadas geocéntricas se pueden utilizar para localizar objetos astronómicos en el Sistema Solar en tres dimensiones a lo largo de los ejes cartesianos X, Y y Z. Se diferencian de las coordenadas topocéntricas , que utilizan la ubicación del observador como punto de referencia para los rumbos en altitud y acimut .
Para las estrellas cercanas , los astrónomos utilizan coordenadas heliocéntricas , con el centro del Sol como origen. El plano de referencia puede estar alineado con el ecuador celeste de la Tierra , la eclíptica o el ecuador galáctico de la Vía Láctea . Estos sistemas de coordenadas celestes en 3D añaden la distancia real como eje Z a los sistemas de coordenadas ecuatoriales , eclípticos y galácticos utilizados en la astronomía esférica .
