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关于航天坐标系

基本坐标系概念

坐标系允许您跟踪飞机或航天器位置和空间方向。Aerospace Blockset™坐标系基于来自大地测量，天文学和物理学的这些潜在的概念。

定义

块集使用右撇子(RH)笛卡儿坐标系。右侧规则建立了X-y-Z.坐标轴序列。

一个惯性框架是一个非卡卡化运动参考帧。在一个惯性框架中，牛顿的第二律法持有：Force = Mass X加速。松散地说，加速度被相对于远处宇宙限定，并且通常据说惯性帧相对于固定恒星是非燃烧的。因为地球和恒星相对于彼此缓慢地移动，所以这个假设是非常准确的近似。

严格地定义，惯性系是所有系中的一个相对于另一个不加速的系。非惯性系是任何相对于惯性系加速的系。它的加速度，通常，包括平移和旋转的分量，导致pseudoforces（pseudogravity,以及科里奥利斯和离心力）.

块集模拟地球形状（大地水准面）作为扁圆形球体，一种特殊类型的椭圆形，两个轴轴相等（定义赤道平面）和第三，稍短（鹤球粉）对称轴。赤道是赤道平面和地球表面的交叉点。地理杆是地球表面和地缘波尔轴的交叉点。通常，地缘波多拉和旋转轴不相同。

纬度地区平行赤道。纵向平行平行地缘波尔轴。这零经度或本初子午线途经英国的格林威治。

近似

块集在定义相对于地球的坐标系中进行三个标准近似。

地球表面或大线是一种由较长的赤道和较短的地缘轴线限定的扁球石。实际上，地球对标准大地区略微变形。
地球旋转轴与赤道面垂直，因此自转轴与地理极轴相同。在现实中，这些轴是略微错位的，赤道面随着地球的旋转而抖动。在大多数应用中，这种影响可以忽略不计。
距离固定坐标中的唯一的非基本效果是由于围绕其轴线的地球旋转。这是一个旋转,地心系统。块集忽略了地球围绕太阳的加速度，太阳在银河系中的加速度，以及银河系在宇宙中的加速度。在大多数应用中，只有地球自转才重要。
对于发射到深空(如地月系统外)的航天器来说，这种近似必须改变，日心说系统是首选。

相对于其他行星的运动

该区块集使用标准的WGS-84大地水准面来模拟地球。你可以改变赤道轴的长度，平整度和旋转速率。

您可以表示航天器相对于任何天体的运动，通过改变椭球体的大小、扁平化和旋转速率，椭球体很好地近似于椭球体。如果天体是向西旋转(逆行)，使旋转速率为负。

建模坐标系

建模飞机和航天器是最简单的，如果你使用固定在身体本身的坐标系。在飞机的情况下，前进的方向被风的存在所改变，并且飞机在空气中的运动与它相对于地面的运动是不一样的。

看运动方程有关块集如何实现身体和风坐标的更多详细信息。

身体坐标

非惯性体坐标系在原点和方向上都固定于运动的飞行器。工艺假定是刚性的。

物体坐标轴的方向固定在物体的形状中。

这X-轴点通过飞行器的鼻子。
这y- XIS指向右侧X- 轴（面对飞行员的观点），垂直于X设在。
这Z.- 轴向下来的工艺，垂直于xy满足RH规则。

翻译自由度

通过沿距离沿着这些轴移动来定义翻译X那y,Z.来自原点。

转动自由度

旋转是由欧拉角定义的P.那问：那R.或者Φ， Θ， Ψ。它们是:

P.或φ.	卷的X设在
问：或θ.	球场上的y设在
R.或ψ	偏航的Z.设在

除非另有说明，默认情况下，软件使用ZYX旋转顺序为欧拉角。

风坐标

非惯性风坐标系的原点固定在刚性飞行器上。坐标系统的方向定义相对于飞行器的速度V.．

风坐标轴的方向由速度确定V.．

这X轴指向的方向V.．
这y- XIS指向右侧X-轴(面向的方向V.)，垂直于X设在。
这Z.-轴点垂直于xy以满足RH规则X- - -y相互重合。

翻译自由度

通过沿距离沿着这些轴移动来定义翻译X那y,Z.来自原点。

转动自由度

旋转定义为欧拉角Φ， γ， χ:

Φ	绕岸角X设在
γ	飞行路径y设在
χ	朝向角度Z.设在

除非另有说明，默认情况下，软件使用ZYX旋转顺序为欧拉角。

导航坐标系

建模航空航天轨道需要定位和定位飞行器或航天器相对于旋转的地球。导航坐标是根据地球的中心和表面定义的。

地心和大地纬度

这地心纬度地面表面上的λ由由地球中心向地面向量的半径向量与具有赤道平面的表面点的角度限定。

这大地纬度地球表面上的µ是由表面法向量n与赤道平面的夹角来定义的。

坐标

东北（NED）系统是一个非线性系统，其起源固定在飞机或航天器重心。其轴线沿着地面表面定义的大地测量方向定向。

这X- 在极地方向上平行于大麻地面北部的轴。
这y轴指向与大地水准面平行的东方，沿着纬度曲线。
这Z.-轴指向向下，朝向地球表面，与地球表面向外的法线反平行N．
在恒定的高度飞行意味着以常数飞行Z.在地球表面之上。

ECI坐标

地心惯性(ECI)系统是不旋转的。对于大多数应用，假设这个坐标系是惯性的，尽管春分和赤道平面随时间移动得非常小。当赤道和春分点定义在一个特定的纪元(例如J2000)时，ECI系统被认为是高精度轨道计算的真正惯性系统。使用ECI坐标系统的特定实现的航空航天功能和块在其文档中提供了该信息。ECI系统原点固定在地球的中心(见图)。