cesium 地球地固转地惯

Cesium 地球三维引擎默认是地固系 ，如果要转地惯系，需要把相机锁定在 ICRF 天文惯性坐标系中固定不动，地球自身持续自转，视觉效果就是：视角盯住星空不转动，地球在画面里缓缓自转。常用于卫星轨道仿真、天文惯性系观测、直观展示地球自转效果。话不多说，直接上代码

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class CameraMode {  

    // 相机模式切换 Inertial 地惯 Fixed 地固
    cameraMode(cameraMode) {

        switch (cameraMode) {

            case "Inertial":

                viewer.scene.postUpdate.addEventListener(this.cameraTrackEci);

                break;

            case "Fixed":

                viewer.scene.postUpdate.removeEventListener(this.cameraTrackEci);

                break;

        }

    }

    // 相机跟踪 ECI 坐标系
    cameraTrackEci(scene, time) {

        if (scene.mode !== Cesium.SceneMode.SCENE3D) {

            return;

        }
        const icrfToFixed = Cesium.Transforms.computeIcrfToFixedMatrix(time);

        if (Cesium.defined(icrfToFixed)) {

            const camera = viewer.scene.camera;

            const offset = Cesium.Cartesian3.clone(camera.position);

            const transform = Cesium.Matrix4.fromRotationTranslation(icrfToFixed);

            camera.lookAtTransform(transform, offset);

        }

    }
}

1.帧后置更新事件监听

javascript

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viewer.scene.postUpdate.addEventListener((scene,time)=>{

postUpdate：场景每一帧渲染完成后触发的回调，每秒钟执行几十次；适合持续修正相机姿态；
time：Cesium 内部儒略日时间 JulianDate，天体坐标、坐标系转换必须依靠这个精确时间计算。

2. 计算惯性系 → 地固系转换矩阵

javascript

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const icrfToFixed = Cesium.Transforms.computeIcrfToFixedMatrix(time);

两个关键坐标系（核心概念）

ICRF 国际天球参考框架（惯性坐标系） 以遥远恒星为基准，完全不随地球自转、岁差章动旋转，属于静止惯性空间，卫星真实轨道就是在这个坐标系下的椭圆；
**Fixed 地固坐标系（Cesium 默认坐标系）**和地球牢牢绑定，跟着地球 24 小时自转，我们日常看地图、地表点位都在这个坐标系。

函数含义

computeIcrfToFixedMatrix(time)：根据当前时刻，计算出从惯性 ICRF 坐标系转换到地球固连 Fixed 坐标系的 3 阶旋转矩阵，包含地球自转、岁差章动天文修正。

3. 安全判断矩阵是否有效

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if (Cesium.defined(icrfToFixed)) {

Cesium 规范判空，防止矩阵计算失败为 undefined 导致代码报错。

4. 获取当前相机 & 保存偏移量

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const camera = viewer.scene.camera;
const offset = Cesium.Cartesian3.clone(camera.position);

获取场景相机对象；
clone 复制相机当前相对地心的空间偏移距离，保证相机离地球远近不变，只修改坐标系旋转规则。

5. 转为 4×4 变换矩阵

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const transform = Cesium.Matrix4.fromRotationTranslation(icrfToFixed);

把 3×3 旋转矩阵包装成 Cesium 相机需要的 4×4 仿射矩阵，平移量为 0，只做坐标系旋转。

6. 强制相机绑定惯性坐标系（最关键）

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camera.lookAtTransform(transform, offset);

API 作用

lookAtTransform(变换矩阵, 位置偏移)：强制改写相机的视图基准坐标系

传入 ICRF→地固的转换矩阵，等价于告诉相机：你的参考系锁定在不动的 ICRF 惯性空间；
地球所在的 Fixed 地固坐标系一直在自转，而相机坐标系不转；最终视觉：画面里地球不停旋转，镜头相对于星空保持静止。
缺点是无法使用自带跟踪，因为相机被用来绑定惯性系坐标了（可以用下面代码解决）。

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/**
 * 自定义跟踪函数（固定距离和角度）
 * @param {Object} entity 跟踪目标
 * @param {Number} distance 相机距离（米）
 * @param {Number} pitch 俯仰角（度，向下为负）
 * @param {Number} heading 方位角（度，0为正北）
 */
const customTrack = (entity, distance = 1000000, pitch = -30, heading = 0)=> {
    function track(){
        const position = entity.position.getValue(viewer.clock.currentTime);
        if (!position && !position.x && !position.y && !position.z) return;

        // 计算相机位置（基于目标位置+偏移量）
        const hpr = new Cesium.HeadingPitchRange(
            Cesium.Math.toRadians(heading),
            Cesium.Math.toRadians(pitch),
            distance
        );
        if(viewer.scene.mode == 2 ) return 
        // 更新相机
        viewer.camera.lookAt(position, hpr);
    }
     
    viewer.scene.postUpdate.addEventListener(track);
}

通俗大白话理解

默认 Cesium 相机是 "站在地球上"，地球自转相机跟着一起转，看不出自转；这段代码每帧强行把相机 "钉在遥远不动的宇宙星空上"，地球自己在下方不停打转，完美可视化地球自转。