空间坐标关系

空间坐标系目录CONTENTS二、常用的坐标系一、导航坐标系概述一、导航坐标系概述卫星导航定位的基本任务就是利用卫星信号来确定运动载体的位置、速度、姿态及其运动轨迹等特征参数。而对这些特征参数的描述都是建立在某一特定的空间和时间框架基础之上的。所谓的空间框架即指坐标系统。在三维空间中，无约束的物体具有6个自由度，即三个方向的位置和三个欧拉角。故在导航中，明确坐标系的定义是基础。三维坐标系是描述空间中物体位置的基础。在不同领域内，坐标的定义大相径庭，体现在坐标原点和三轴指向的定义。导航坐标系概述导航中，最重要的两个坐标系是载体坐标系和导航坐标系。载体坐标系是以载体为中心，主要作用是处理与传感器直接测得的物理量。导航坐标系可以是地球坐标系、地理坐标系等等，通常使用的是当地水平坐标系，俗称有“东北天”、“北东地”坐标系。当确定了坐标系的两个轴的方向，第三个轴由右手定则确定，构成右手坐标系。不同坐标系之间具有确定的联系的。一个坐标系通过一系列旋转和平移变换，能够变换成另一个坐标系。常用的描述变换的方法有欧拉角法、方向余弦矩阵法、四元素法和旋转矢量法。导航坐标系概述二、常用的坐标系地心惯性坐标系（简称i系）-OXiYiZi原点在地球中心，它不参与地球自转，OXi、OYi轴在赤道平面内正交并指向空间的两颗星，OZi轴平行与地球自转周并指向地球的北极。三个坐标轴指向惯性空间固定不动，这个坐标系是惯性仪表测量的参考标准。在i系中，惯性器件（陀螺仪和加速度计）测量得到的物理量是相对于惯性系的。例如，陀螺输出的是载体坐标系系相对于惯性系的角速度。常用的坐标系地球坐标系（简称e系）-OXeYeZe地球坐标系是指固联在地球上的坐标系，原点在地球的质心，它相对于惯性坐标系以地球自转角速度15.041088°/h旋转。OZe轴平行于地球自转周并指向北极，是地球的自转轴，OXe轴在赤道平面内指向格林尼治子午线，OYe在赤道平面内指向东经90°方向,OZe轴与OYe和OXe构成右手系。在实际使用中，通过变换，用经度、纬度和海拔高度表示载体在地球中的位置。常用的坐标系一、项目概况地心惯性坐标系（简称i系）地球坐标系（简称e系）地理坐标系（简称g系）-OXgYgZg理坐标系是指原点位于运载体所在的地球表面，其中一轴与地理垂线重合的右手直角坐标系。地理坐标系的原点O选取在载体重心处，对于地理坐标系的坐标轴有不同的取法，如东北天、北西天、北东地等。一般的，载体的姿态描述是横滚角、俯仰角和偏航角。它们均定义在地理坐标系下。“北东地”坐标系的原点是站心（一般初始位置）；oxg指向北方；oyg指向东方；ozg指向是铅锤方向。常用的坐标系载体坐标系（b系）OXbYbZb载体坐标系原点在载体的质心，OXb轴和OYb轴在当地水平面内，OXb轴指向载体的右侧，OYb轴沿载体纵轴方向并指向前，OZb垂直于载体竖直向上。OXbYbZb坐标系构成右手直角坐标系，当载体没有俯仰、倾斜时，OXbYb即为水平面，OZb轴沿垂线指向天顶。载体坐标系相对于地理坐标系所确定的状态可以用姿态角来表示。常用的坐标系一、项目概况地理坐标系（简称g）载体坐标系（b系）导航坐标系（n系）导航坐标系用OXnYnZn表示，用来确定载体导航参数的参考坐标系。在惯导和组合导航中，导航坐标系通常选用地理坐标系，例如“东北天”坐标系。常用的坐标系WGS-84坐标系-OXwYwZw世界大地坐标系的原点O在地心，OZw指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方向，OXw轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点，OYw轴与OXw、OZw构成右手坐标系。WGS-84坐标系是一