文档介绍：该【航天测控常用坐标系及其转换关系 】是由【青山代下】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【航天测控常用坐标系及其转换关系 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。航天测控常用坐标系及其转换关系摘要:为解决航天发射任务中,经常涉及到飞行器飞行弹道在各类坐标系之间的转换问题。该研究详细介绍了航天测控系统常用到的坐标系,包括发射系、发惯系、地心系、测站系、弹体系等,并深入分析了各个坐标系之间的内在关系,给出了各坐标系之间相互换转换公式,为航天测控工作中坐标转换提供了依据。关键字:测控(TT&C);坐标转换;靶场。0引言为使靶场测控工作能够正常高效展开,本研究对靶场涉及到的常用坐标系以及相互转换关系进行了深入分析。本研究中涉及到的坐标转换主要包括发射系、发惯系、地心系、弹体系、测站系以及常用参数的转换计算。1靶场常用坐标系介绍结合靶场工作实际情况,分析发现靶场常涉及到的坐标系主要包括发射系、发惯系、地心系、弹体系、测站系这几类。首先对这几类坐标系分别做以下介绍[1~3]。,以O-xyz表示,如图1所ffff示,定义如下:原点O:位于飞行器质心在发射台水平面的投影点;fx轴:在原点水平面内,指向发射瞄准方向;fy轴:与过原点的铅垂线一致,指向地球外;fz轴:与x轴和y轴构成右手坐标系。(以下简称发惯系)以O-xyz表示,原点为发射点,在ffgfgfg发射瞬间与发射坐标系相应轴平行,整个参考框架不随地球旋转。(以下简称地心系)以O-xyz表示,如图2所示,定义如eddd下:原点O:位于地球质心;ex轴:在赤道面内,由地球质心指向格林尼治子午线;dy轴:垂直于赤道面,与地球自转角速度矢量一致;dz轴:与x轴和y轴构成右手坐标系。(以下简称弹体系)以O-xyz表示,如图3所示,定dtdtdtdt义如下:原点O:位于飞行器质心;dtx轴:沿飞行器纵轴,由质心指向头部;dty轴:在飞行器的纵对称面内,垂直于O-x轴,指向上方(即第III象限dtdtdt线);z轴:与x轴和y轴构成右手坐标系。(简称测站系)是以测量设备中心为原点的坐标系,主要用来描述飞行器相对测量站的运动及测量站相对发射坐标与地心坐标系的位置关系,分为垂线测量坐标系和法线测量坐标系。如图4所示。1)垂线测量坐标系(以下简称垂线系)以O-xyz表示,定义如下:原点O:位于无线电测量设备天线回转中心或者光学测量设备主镜回转中心;cx轴:在原点水平面内指向天文北;ccy轴:与过原点的铅垂线一致,指向地球外;ccz轴:与x轴和y轴构成右手坐标系。2)法线测量坐标系(以下简称法线系)以O-xyz表示,定义如下:ccfcfcf原点O:位于无线电测量设备天线回转中心或者光学测量设备主镜回转中心;cy轴:与过原点的地球参考椭球面法线重合,指向椭球面外;cfx轴:在原点垂直于y轴的平面内,指向大地北;cfcfz轴:与x轴和y轴构成右手坐标系。cfcfcf2各坐标系相互转换关系靶场测控系统通常以飞行器发射坐标系弹道出发,配合发射点、发射大地方位角以及各测控站点的大地测量成果,通过转换程序,获得所需要的相应坐标系弹道以及其他参数[4~5]。直角坐标系之间的转换通常由坐标原点的平移(见公式1)和坐标轴绕原点的旋转(见公式2)来实现。(1)(2)上式中表示新坐标;表示旧坐标;表示原点平移量(即新坐标系原点在就坐标系中的坐标值);表示旋转矩阵,即绕原坐标系的某个坐标轴按照右手法则转动角度,表达式如公式3~公式5。(3)(4)(5)各坐标系之间只要设置合适正确的平移量以及旋转量,即可实现坐标间的转换。各坐标系间的转换关系如图5所示。图5各类坐标系间的转换古关系示意图λ、φ、α分别表示发射点天文经度、天文纬度、天文方位角;λ=λ-ω*t,其中ω表示地球自转速度,t表示飞行时间;lφ、ψ、γ表示飞行器的俯仰、偏航、滚动姿态角;mx、y、z表示发射系坐标原点的地心直角坐标;ooox、y、z表示发惯系坐标原点的地心直角坐标;ogogogx、y、z表示弹体坐标系原点的发射坐标系坐标;odododx、y、z和x、y、z分别表示垂线、法线测量坐标系原点的z-fcz-fcz-f地心直角坐标;C、C、F由以下公式6~公式8确定:VN(6)(7)(8)R、A、E和R′、A′、E′分别表示飞行器相对于测站的距离、方位角、俯仰角及其变化率。上式中、分别表示测量点大地经度和大地纬度;、分别表示测量点天文经度和天文纬度。3结束语本研究详细介绍了航天测控中常用的坐标系统,主要包括发射系、发惯系、地心系、弹体系、测站系,并介绍了各类坐标系之间的内在关系,给出了彼此转换的公式,以及几个航天测控中常用参数的计算方法,为航天测控工作提供了相关依据。参考文献[1]GJB2250A-2011,航天测控系统坐标系[S],北京:中国人民解放军总装备部,2011..[2]GJB1028A-2017,航天器坐标系[S],北京:中央军委装备发展部,2017.[3]GB/T32296-2015,航天飞行器常用坐标系[S],北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,2016.[4][M].北京:国防工业出版社,2000:40-47.[5][M].北京:国防工业出版社,2002:26-57.