Resposta curta
Um sistema de coordenadas cartesiano 3-D com origem no centro de massa da Terra, eixo X passando pelo meridiano principal / equador e eixo Z ao longo do eixo de rotação da Terra. O referencial nativo em que os receptores GNSS calculam posições de satélite e de usuário antes de projetar para lat/lon.
Explicação detalhada
ECEF (às vezes chamado de "cartesiano geocêntrico") é o sistema de coordenadas retangulares fixo à Terra em rotação. A origem está no centro de massa da Terra; o eixo X passa pela interseção do equador com o IERS Reference Meridian (próximo, mas não exatamente igual, ao meridiano histórico de Greenwich); o eixo Z se alinha com o eixo instantâneo de rotação da Terra; e o eixo Y completa um referencial dextrogiro.
Todo receptor GNSS trabalha internamente em ECEF. As posições de satélite transmitidas nas mensagens de navegação são ECEF; a solução de posição do usuário começa como ECEF; a conversão para lat/lon/altitude ocorre apenas no final, para exibição humana. É por isso que o ECEF aparece em APIs GNSS brutas, em arquivos RINEX e em qualquer pipeline de processamento de grau de precisão.
Diferenças de posição em ECEF são metros diretos em cada eixo. Para geodésia estática de linha de base e trabalho interferométrico de linha de base curta (direção por múltiplas antenas, determinação de atitude), as diferenças em ECEF são a unidade natural — sem distorção de projeção, sem complicações de datum.
A conversão entre lat/lon/alt em WGS84 e ECEF tem forma fechada no sentido direto (N × cos × cos para X etc.) e inversa iterativa de Bowring — veja a ferramenta Coordinate Converter para uma conversão interativa, ou o código-fonte para a matemática.
Experimente interativamente
Conversor de Coordenadas
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WGS84
O elipsoide e datum de referência utilizados pelo GPS e o padrão GNSS de fato. Semi-eixo maior a = 6378137 m, achatamento f = 1/298,257223563. As diferenças de posição em relação a datums locais (NAD83, ETRS89, GDA2020, SIRGAS2000, CGCS2000) variam de dezenas de cm a vários metros, dependendo da região.
UTM
Um sistema mundial de projeção que divide a Terra em 60 zonas longitudinais de 6° de largura, cada uma projetada como uma Mercator transversa centrada em seu meridiano. Distâncias e áreas dentro de uma zona são cálculos lineares-métricos simples; a projeção é válida de 80°S a 84°N de latitude.
MGRS
Um sistema compacto alfanumérico de coordenadas em grade construído sobre o UTM, usado pela OTAN, pelo DoD dos EUA, na aviação e em busca e salvamento. Uma referência MGRS típica como 33TUM1234567890 codifica uma posição com precisão de 1 m em 15 caracteres — sobrevive de forma confiável à transmissão por voz e SMS.