地心地固坐标系（ECEF, Earth-Centered, Earth-Fixed） 是一种三维坐标系，常用于表示地球表面或地球内部的点的位置。它的特点是坐标系的原点位于地球的质心，并且坐标轴固定在地球表面，并随地球自转而旋转。

ECEF 坐标系的基本特点：

原点：地球的质心（地球的几何中心），即地球的重心位置。
坐标轴：
X轴：指向地球赤道平面上的本初子午线（0度经线）。
Y轴：与 X 轴垂直，指向地球赤道平面上的90度经线（东经90度）。
Z轴：指向地球的北极，垂直于赤道平面。
这个坐标系与地球的自转是固定的，随着地球的自转，坐标轴也保持不变，因此“地固”意味着坐标系与地球旋转轴对齐。
ECEF坐标系的坐标表示：
在 ECEF 坐标系中，一个点的位置用 (X, Y, Z) 来表示，其中：

X：点在地球赤道平面内的横向坐标。
Y：点在地球赤道平面内的纵向坐标。
Z：点的高度坐标，即指向北极的方向。

ECEF 坐标系的应用：

卫星导航：许多卫星导航系统（如GPS）使用 ECEF 坐标来表示卫星和接收器的位置。
地球物理研究：通过这个坐标系可以研究地球的形状、运动以及其他与地球相关的物理现象。
航天与航空：对于卫星轨道的计算和跟踪也常常采用 ECEF 坐标系。
ECEF 到大地坐标系的转换：
从 ECEF 坐标系转换到 大地坐标系（经度、纬度、高程） 是一个常见的操作。由于地球是椭球形状，而不是完美的球体，因此需要进行一系列的数学变换，考虑到地球的椭球模型，才能精确地从 ECEF 坐标转换为经度、纬度和海拔。

这种转换通常涉及以下步骤：

根据 ECEF 坐标计算出经度。
计算出纬度。
通过计算模型获取高程。
这些计算过程通常通过特定的转换算法来实现，如 Bowring’s method 或 Newton’s method。