常用坐标系

制导中常用坐标系的名称和定义

表格汇总

名称	符号	坐标原点	X轴定义	Y轴定义	Z轴定义	备注
地心赤道坐标系	$S_e$	地心处$O_e$	在赤道平面内指向0经度线（本初子午线）		与地球自转轴重合	随地球一起旋转，可用来描述飞行器相对地球表面的位置
发射点坐标系	$S_g$	发射点处（随地球旋转）$O_g$	在发射点水平面内指向发射方向	沿发射点水平线垂线指向地表外		随地球一起旋转 球面大地：地心纬度$\phi_0$，地心方位角$\nu_0$ 椭圆大地：地理纬度$B_0$，射击方位角$A_0$
地心惯性坐标系	$S_I$	地心处$O_e$	赤道平面内指向J2000时刻的春分点		与地球自转轴重合	惯性系，不随地球旋转，可以描述弹道导弹、运载火箭、卫星、飞船的轨道
发射点惯性系	$S_i$	发射点处（固定）$O_i$				火箭起飞时刻把发射点坐标系$S_g$固化在惯性空间后的一个坐标系。一般用于建立火箭在惯性空间中的动力学方程
本体系	$S_b$	飞行器质心处$O_1$	在纵向对称面内，沿飞行器纵轴指向头部	在纵向对称面内垂直x轴指向上方		“前-上-右”的指向，随飞行器一起平移和旋转。
速度坐标系	$S_c$	飞行器质心处$O_1$	指向飞行器速度矢量方向	在纵向对称面内垂直于x轴指向上		随飞行器平移，随速度方向改变而改变，用于描述飞行器相对气流的运动方向 与$S_b$相比主要是X轴偏转了两个角度，Y轴表述上一致，但也偏转了一个角度
弹道坐标系	$S_k$	飞行器质心处$O_1$	指向飞行器速度矢量方向	通过速度矢量的铅垂面内，垂直速度矢量向上		随飞行器平移，随速度方向改变而改变，用于表示飞行器的速度矢量相对当地水平面的方向，即飞行弹道 与$S_c$相比主要是Y轴不再于飞行器姿态有关，而是与当地水平面有关

说明

没有标注的坐标轴可以按右手法则用其他两个坐标轴确定

$S_i$坐标系的指向就是$S_g$在发射瞬间的指向

分类方法1——惯性/非惯性系

• 惯性系：$S_I、S_i$
• 非惯性系（随地球而动）：$S_e、S_g$
• 非惯性系（随飞行器而动）：$S_b、S_c、S_k$

分类方法2——坐标原点所在位置

• 地心$O_e$——$S_e、S_I$
• 发射点处——$S_g$（随地球旋转）、$S_i$（固定在惯性空间）
• 飞行器质心$O_1$——$S_b、S_c、S_k$

注意

总的来说7个坐标系共有4种原点

其中发射点有$O_g$（随地球旋转）和$O_i$（固定在惯性空间）两种

分类方法3——Z轴是否指向“上方”（为了便于记忆这里特意列出）

• Z轴指向“上方”——$S_e、S_I$
• Y轴指向“上方”——$S_g、S_i、S_c、S_k$
• 【可以发现只有坐标原点在地心的坐标系是Z轴向上，其他都是Y轴向上】

图示汇总

地心赤道坐标系

发射点坐标系

地心惯性系

发射点惯性系

略

本体系

速度坐标系

弹道坐标系