目录

1、惯性坐标系

2、地球坐标系

3、地理坐标系

4、载体坐标系

参考 硕士学位论文《LiDAR/IMU组合导航定位算法研究》 蒋萍

总结：惯性坐标系是不随地球转动的；地球坐标系是跟随地球转动的，相对地球是静止的；地理坐标系是地球表面的载体的坐标系；载体坐标系是跟随物体变动的，相对物体是静止的。

1、惯性坐标系

惯性坐标系简称i系。该坐标系用于获取机器人在空间中的姿态信息，它是一种严格符合牛顿经典力学的坐标系。一般来说，但是绝对的惯性坐标系是不存在的。对天体的测量过程中，地球的中心位置是与惯性坐标系接近的原点， Z轴是地球的自转轴，它与地球公转的运行轨道面相垂直。X轴和Y轴在地球赤道平面并相互垂直。一般来说，IMU 测量的物理量是相对于惯性坐标系而言。惯性坐标系的出现，简化了世界坐标系到载体坐标系的转化。

2、地球坐标系

地球坐标系简称e系，地球的中心点是该坐标系的原点，它以相对于惯性坐标系以角速度与地球同步转动，认为该坐标系是固定在地球上的坐标系，因此也该坐标系也可以命名为地球固定坐标系。 X轴和Y轴在赤道平面内是相互垂直的， Z轴是地球的自转轴。 在惯性导航中，通过计算得到载体相对于地球的位置信息，即为载体在地球坐标系中的位置信息。

3、地理坐标系

地理坐标系简称g系，也可称为当地水平坐标系，该坐标系的原点位于载体质心，即大地平面的坐标系。根据人们的习惯，通常使用的有“东北天”坐标系和“北东地”坐标系。“北东地”坐标系的原点是站心， X轴的方向指向北方； Y轴的方向指向东方； Z轴的方向指向是铅垂方向。载体姿态中描述的横滚角（roll）、俯仰角 （pitch）和偏航角（yaw）是由地理坐标系定义的。

4、载体坐标系

载体坐标系简称b系，该坐标系是和载体固定相连的，载体的质心即为坐标原点。b 系用于运动载体，范围包括轮船、飞机等，所以它也是机体坐标系、船体坐标系和弹体坐标系等的统称。 X轴方向沿载体横轴向右,与之对应的角命名为横滚角； Y轴沿载体纵轴向前，与之对应的角命 名为俯仰角； Z轴沿载体立轴向上，与之对应的角命名为偏航角。这几个坐标轴联合构成一个符合笛卡尔右手坐标系的正交坐标系，坐标轴在载体的位置上是固定不变的，所以零点会和坐标系之间会产生重合效应。