Еліпсоїд
В інерціальній навігації та геодезії еліпсоїд — це математична модель, яка представляє форму Землі у спрощений, точний і зручний спосіб. Замість того, щоб розглядати Землю як ідеальну сферу, фахівці та навігаційні системи моделюють її як сплюснутий еліпсоїд, трохи сплюснутий біля полюсів і потовщений на екваторі через обертання Землі. Це представлення забезпечує стабільну геометричну поверхню, на якій можна точно визначити положення, висоти та рухи.
Еліпсоїд забезпечує фундаментальну опорну поверхню для GNSS and coupled inertial navigation systems. Він використовує ключові параметри, зокрема велику піввісь та коефіцієнт сплющення. Велика піввісь представляє екваторіальний радіус. Коефіцієнт сплющення описує, наскільки Земля відхиляється від ідеальної сфери.
Загальні глобальні опорні еліпсоїди, такі як WGS-84, забезпечують всесвітню узгодженість для позиціонування, навігації та картографування.
В інерціальній навігації еліпсоїд відіграє вирішальну роль у вираженні положення. Фахівці визначають широту та довготу геометрично на еліпсоїді, а не на реальній фізичній поверхні Землі. Коли INS інтегрує прискорення та кутові швидкості для обчислення швидкості та положення, вона спирається на модель Землі для правильного проеціювання руху в криволінійному reference frame. Еліпсоїд забезпечує точне перетворення між системою координат корпусу, навігаційною системою координат і системою координат з центром у Землі, одночасно враховуючи кривизну та обертання Землі.
Еліпсоїд визначає еліпсоїдальну висоту як вертикальну відстань між точкою та поверхнею еліпсоїда. Ця висота відрізняється від фізичної висоти над рівнем моря. Навігаційні системи використовують її для точного позиціонування, злиття датчиків та integration GNSS/INS.
Використання еліпсоїда забезпечує математичну безперервність і стабільність, які є критично важливими для фільтрації Калмана та моделей поширення похибок.
