空間坐標(biāo)關(guān)系

空間坐標(biāo)系目錄CONTENTS二、常用的坐標(biāo)系一、導(dǎo)航坐標(biāo)系概述一、導(dǎo)航坐標(biāo)系概述衛(wèi)星導(dǎo)航定位的基本任務(wù)就是利用衛(wèi)星信號來確定運(yùn)動載體的位置、速度、姿態(tài)及其運(yùn)動軌跡等特征參數(shù)。而對這些特征參數(shù)的描述都是建立在某一特定的空間和時間框架基礎(chǔ)之上的。所謂的空間框架即指坐標(biāo)系統(tǒng)。在三維空間中，無約束的物體具有6個自由度，即三個方向的位置和三個歐拉角。故在導(dǎo)航中，明確坐標(biāo)系的定義是基礎(chǔ)。三維坐標(biāo)系是描述空間中物體位置的基礎(chǔ)。在不同領(lǐng)域內(nèi)，坐標(biāo)的定義大相徑庭，體現(xiàn)在坐標(biāo)原點(diǎn)和三軸指向的定義。導(dǎo)航坐標(biāo)系概述導(dǎo)航中，最重要的兩個坐標(biāo)系是載體坐標(biāo)系和導(dǎo)航坐標(biāo)系。載體坐標(biāo)系是以載體為中心，主要作用是處理與傳感器直接測得的物理量。導(dǎo)航坐標(biāo)系可以是地球坐標(biāo)系、地理坐標(biāo)系等等，通常使用的是當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系，俗稱有“東北天”、“北東地”坐標(biāo)系。當(dāng)確定了坐標(biāo)系的兩個軸的方向，第三個軸由右手定則確定，構(gòu)成右手坐標(biāo)系。不同坐標(biāo)系之間具有確定的聯(lián)系的。一個坐標(biāo)系通過一系列旋轉(zhuǎn)和平移變換，能夠變換成另一個坐標(biāo)系。常用的描述變換的方法有歐拉角法、方向余弦矩陣法、四元素法和旋轉(zhuǎn)矢量法。導(dǎo)航坐標(biāo)系概述二、常用的坐標(biāo)系地心慣性坐標(biāo)系（簡稱i系）-OXiYiZi原點(diǎn)在地球中心，它不參與地球自轉(zhuǎn)，OXi、OYi軸在赤道平面內(nèi)正交并指向空間的兩顆星，OZi軸平行與地球自轉(zhuǎn)周并指向地球的北極。三個坐標(biāo)軸指向慣性空間固定不動，這個坐標(biāo)系是慣性儀表測量的參考標(biāo)準(zhǔn)。在i系中，慣性器件（陀螺儀和加速度計(jì)）測量得到的物理量是相對于慣性系的。例如，陀螺輸出的是載體坐標(biāo)系系相對于慣性系的角速度。常用的坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系（簡稱e系）-OXeYeZe地球坐標(biāo)系是指固聯(lián)在地球上的坐標(biāo)系，原點(diǎn)在地球的質(zhì)心，它相對于慣性坐標(biāo)系以地球自轉(zhuǎn)角速度15.041088°/h旋轉(zhuǎn)。OZe軸平行于地球自轉(zhuǎn)周并指向北極，是地球的自轉(zhuǎn)軸，OXe軸在赤道平面內(nèi)指向格林尼治子午線，OYe在赤道平面內(nèi)指向東經(jīng)90°方向,OZe軸與OYe和OXe構(gòu)成右手系。在實(shí)際使用中，通過變換，用經(jīng)度、緯度和海拔高度表示載體在地球中的位置。常用的坐標(biāo)系一、項(xiàng)目概況地心慣性坐標(biāo)系（簡稱i系）地球坐標(biāo)系（簡稱e系）地理坐標(biāo)系（簡稱g系）-OXgYgZg理坐標(biāo)系是指原點(diǎn)位于運(yùn)載體所在的地球表面，其中一軸與地理垂線重合的右手直角坐標(biāo)系。地理坐標(biāo)系的原點(diǎn)O選取在載體重心處，對于地理坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸有不同的取法，如東北天、北西天、北東地等。一般的，載體的姿態(tài)描述是橫滾角、俯仰角和偏航角。它們均定義在地理坐標(biāo)系下?！氨睎|地”坐標(biāo)系的原點(diǎn)是站心（一般初始位置）；oxg指向北方；oyg指向東方；ozg指向是鉛錘方向。常用的坐標(biāo)系載體坐標(biāo)系（b系）OXbYbZb載體坐標(biāo)系原點(diǎn)在載體的質(zhì)心，OXb軸和OYb軸在當(dāng)?shù)厮矫鎯?nèi)，OXb軸指向載體的右側(cè)，OYb軸沿載體縱軸方向并指向前，OZb垂直于載體豎直向上。OXbYbZb坐標(biāo)系構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系，當(dāng)載體沒有俯仰、傾斜時，OXbYb即為水平面，OZb軸沿垂線指向天頂。載體坐標(biāo)系相對于地理坐標(biāo)系所確定的狀態(tài)可以用姿態(tài)角來表示。常用的坐標(biāo)系一、項(xiàng)目概況地理坐標(biāo)系（簡稱g）載體坐標(biāo)系（b系）導(dǎo)航坐標(biāo)系（n系）導(dǎo)航坐標(biāo)系用OXnYnZn表示，用來確定載體導(dǎo)航參數(shù)的參考坐標(biāo)系。在慣導(dǎo)和組合導(dǎo)航中，導(dǎo)航坐標(biāo)系通常選用地理坐標(biāo)系，例如“東北天”坐標(biāo)系。常用的坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系-OXwYwZw世界大地坐標(biāo)系的原點(diǎn)O在地心，OZw指向國際時間局（BIH）1984.0定義的協(xié)議地極（CTP）方向，OXw軸指向BIH1984.0的協(xié)議子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，OYw軸與OXw、OZw構(gòu)成右手坐標(biāo)系。WGS-84坐標(biāo)系是一