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惯性导航基础宇航学院:王新龙2013年3月27日本节主要内容1)惯性导航中常用的坐标系(地理坐标系);2)描述刚体转动的方向余弦法及欧拉角方法。常用的坐标系宇宙间的物体都在不断运动,但对单个物体是无运动可言的,只有在相对意义下才可以讲运动。常用的坐标系在惯导系统的研究工作中:(1)往往把一个物体抽象为一个坐标系来表示。(2)一个物体相对另一个物体的运动,就相当于一个坐标系在空间相对于另一个坐标系的运动。(3)在惯导系统中,研究陀螺仪、惯导平台或运载体的运动时,也是通过两套适当的坐标系之间的关系来实现。其中一套坐标系与被研究对象相连结,另一套坐标系与选定的参考空间相连结,后者构成了前者运动的参考坐标系。,要选取一个绝对静止或者做匀速直线运动的参考坐标系来考察物体的加速度,牛顿第二定律才能成立。在研究惯性敏感器和惯性系统的力学问题时,通常将相对恒星所确定的参考系称为惯性空间,空间中静止或匀速直线运动的参考坐标系称为惯性参考坐标系。惯性参考坐标系(1)太阳中心惯性坐标系以太阳中心作为坐标系的原点,轴垂直于地球公转的轨道平面,和轴在地球公转轨道平面成右手坐标系。适用性:星际间运载体的导航定位。惯性参考坐标系(2)地心惯性坐标系坐标原点取在地球中心,轴沿地球自转轴,而轴、轴在地球赤道平面内和轴组成右手坐标系。适用性:当研究地球表面附近载体的导航定位问题时,多采用此坐标系作为惯性坐标系。。地球坐标系与地球固连,随地球一起转动。轴沿极轴方向;轴在赤道平面与本初子午面的交线上,轴也在赤道平面内并与、轴构成右手直角坐标系。地球坐标系地球绕极轴作自转运动,并且沿椭圆轨道绕太阳作公转运动。一年中地球相对于太阳自转了365又1/4周,并且公转了一周,所以一年中地球相对于恒星自转了366又1/4周。因此,地球相对于恒星自转一周的时间,略短于地球相对太阳自转一周所需的时间。