地球表面附近两点之间距离、高低角和方位角的计算方法

在地球表面附近遂行打击任务的时候，已经知道目标点的经纬高和飞行器自身的经纬高，需要计算目标相对于飞行器的距离、高低角和方位角，便于飞行器装订射向角参数。对于无人机侦察来讲，已经知道目标的经纬高、无人机自身的经纬高和三个姿态角，需要求取目标相对于无人机机体的高低角和方位角，便于无人机将光电吊舱对准目标。这两个场景都有一个共同的需求，在已经知道目标和自身的经纬高的情况下，计算目标相对于自身的弹目距离、高低角和方位角信息。

今天在这篇文章里，作者尝试着推导计算公式，给出严格、详细的求解过程，并采用VC++编写代码，类和对象的架构，来验证计算公式的正确性。

先介绍坐标系，大地坐标系，大地坐标系C(Oc_XcYcZc)原点是地球的质心, Xc轴方向定义为从原点指向格林尼治平子午圈同地球赤道的交点, Zc轴方向定义为原点指向地球北极, Yc轴定义为垂直于XcOcZc平面且同Zc轴,Xc轴形成右手坐标系。大地坐标系中的任意点P坐标可表示为（B，L，H），表示点P的大地纬度、经度以及大地高。

地心固连直角坐标系，地心固连直角坐标系E(Oe-XeYeZe)坐标轴同大地坐标系三轴完全重合，大地坐标系同地心固连直角坐标系仅当表示空间一点时才有不同。地心固连直角坐标系上点P的坐标可以表示为(xe,ye,ze)，其中xe、ye、ze分别是OP（见下图）在地心固连直角坐标系中Xe轴、Ye轴以及Ze轴上的投影值。

发射点地理坐标系，发射点地理坐标系O(O0-x0y0z0)原点O0定义在运载火箭的发射点所在的空间位置，x0的指向是运载火箭发射点所处位置的正北方，y0的指向是运载火箭发射点所处位置天顶方向，z0的指向是运载火箭发射点所处位置的正东方，见上图（北天东）。

弹体坐标系(机体坐标系)，原点o固连于导弹/飞机的质心，xb轴沿着弹体/机身纵轴向前，yb轴在弹体/飞机纵对称面内垂直于xb轴向上，zb轴垂直于弹体/飞机纵对称面向右，构成右手定则。