运载火箭弹道与控制理论基础
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第2章 常用坐标系及其转换

众所周知,自然界中的一切物体都在不停运动着。运动是绝对的,静止则是相对的。对于物体永远运动这一客观事实,尽管相对于不同的坐标系(即参考系),其运动形式和运动规律的描述不同,但绝对不会因选择的参考系不同而改变其固有的运动特性。这正如一定长度的物体,它绝不会因选用度量尺度的不同而改变其客观长度一样,上述特性也完全适用于运载火箭这一特定运动物体。然而,合理且恰当地选择参考系统会使描述物体运动规律的数学模型大为简化,否则将使问题复杂化,甚至陷入无法处理的困境。因此,正确定义和恰当地选择参考系统是研究火箭运动规律的一项重要工作。

在研究物体和火箭运动特性和规律时,还必须将不同坐标系所描述的同一物理量统一到同一个坐标系中,而两坐标系间的关系可用它们间的方向余弦矩阵表示,也可用其他方法。

在飞行力学中,用到的坐标系比较多,但限于篇幅,本章在介绍空间点位坐标的基础上,只介绍发射坐标系、箭体坐标系、惯性坐标系、速度坐标系和轨迹坐标系等几种常用的坐标系以及它们间的关系。