参考框架 |SBG Systems

参照系是用于测量物体位置、速度和加速度的坐标系统。它提供了一个固定或移动的参考点，使工程师和科学家能够一致地描述运动。不同的应用根据所需的视角使用不同的参照系。

参照系的类型

了解运动和导航需要定义正确的参考框架。选择适当的参考框架可确保在各种应用中进行精确的运动跟踪。

惯性参照系保持恒定的速度，这意味着它要么处于静止状态，要么在无加速度的情况下运动。工程师在物理学和导航中使用这种框架。在太空中，卫星在惯性框架内绕地球运行，牛顿定律在此框架内适用，没有外力作用。在海上，船舶的导航系统假设惯性框架来计算其在开放水域中的轨迹。

该框架随地球旋转，因此适用于 GPS 和地理定位应用。它使用以地球核心为中心的 X、Y 和 Z 轴定义位置。例如，汽车上的全球导航卫星系统接收器在ECEF 框架内计算其位置，以提供实时导航。飞机的飞行管理系统使用 ECEF 坐标确定其相对于地球表面的位置时也是如此。

专业人员使用NED 框架作为在地球表面附近运行的车辆的本地坐标系。该框架与地理方向--北、东和南--保持一致。无人机使用 NED 坐标系可确保在调整飞行路径时保持准确定位。一个类似的例子是潜水艇，它使用 NED 跟踪其运动，以保持精确的水下导航。

车身框架与物体一起运动，通常与物体的结构保持一致。工程师利用这个框架来计算动力学和控制运动。例如，战斗机的自动驾驶仪利用自身的主体框架来稳定方向。例如，机械臂会计算其相对于身体框架的关节运动。

参照系有助于定义运动，确保航空航天、航海和机器人应用中的精确导航、控制和跟踪。