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惯性导航常见坐标系

惯性导航常见坐标系

  • 分类:行业聚焦
  • 作者:合肥开拓导航控制技术有限责任公司
  • 来源:
  • 发布时间:2020-06-08
  • 访问量:0

【概要描述】简述惯性导航坐标系

惯性导航常见坐标系

【概要描述】简述惯性导航坐标系

  • 分类:行业聚焦
  • 作者:合肥开拓导航控制技术有限责任公司
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  • 发布时间:2020-06-08
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1.地理坐标系(简称t系)

  地理坐标系(右手坐标系),一根轴与当地的地垂线重合,可以“指天为正”、也可以“指地为正”。其余两根轴位于当地的水平面内,一根指北、另一根指东。三根轴的命名没有统一的规定,可根据需要确定。
  例如,Xt 轴在当地水平面内指东、yt 轴沿当地子午线指北、Zt 轴沿当地的地垂线指天,则称该坐标系为“东北天”地理坐标系。
  反过来,如果将北向命名为Xt 轴,将东向命名为yt 轴,那么按照右手坐标系的规则,Zt 轴应该沿地垂线指地为正,称这样的坐标系为“北东地”地理坐标系。
由于工程界经常采用经度和纬度来表示航行器在地球表面的地理位置,所以又称地理坐标系为“经纬度坐标系”。

2.导航坐标系(简称n系)

  地理坐标系和大圆坐标系,就是两种较为常用的导航坐标系。地理坐标系多应用于飞机和远距离飞行的巡航导弹,而大圆坐标系多应用于近距离飞行的战术导弹。
常用的导航坐标系(地理坐标系)有北东地和东北天两种。
北东地坐标系(NED):X轴指北;Y轴指东;Z轴指地。
东北天坐标系(ENU):X轴指东;Y轴指北;Z轴指天。

3.载体坐标系(简称b系)

载体坐标系(右手坐标系)与载体(航行体)固连,是载体的数学抽象,代替载体参与分析计算。载体坐标系的坐标原点取在载体的质心。如载体为飞机,则载体系就是机体系。
与导航坐标系类似,常用的载体坐标系也有如下两种:
  • 前右下坐标系—对应北东地导航坐标系

X轴:指向载体前进方向;
Y轴:指向载体右侧;
Z轴:指向下。
  • 右前上坐标系—对应东北天导航坐标系

X轴:指向载体右侧;
Y轴:指向载体前进方向;
Z轴:指向上。

4.惯性坐标系(简称i系)

  在惯性导航中,惯性坐标系是一个十分重要的概念。按照牛顿力学的定义,它是加速度矢量恒为零的“绝对空间”,或者绝对静止、或者作严格意义上的匀速直线运动。
  在惯性技术领域,常用的惯性系有两个:一个是以太阳中心为坐标原点的“日心惯性系”,三根坐标轴分别指向三个恒星;另一个是,以地球中心为坐标原点的“地心惯性系”,一根坐标轴沿地球的极轴(自转轴)、另外两根轴在地球的赤道平面内,三根轴正交,并分别指向宇宙空间的三个恒星,记为oxi yizi。请注意,地心惯性系与地球不是固连的、不跟随地球一起旋转。
  日心惯性系多应用于天文观测和空间飞行器中;地心惯性系多应用于相对地球表面运动的航行体(例如,飞机、导弹、舰船和战车等)。

 

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