飞行器在轨段仿真1. 仿真参数圆轨道，轨道倾角42δ= 轨道高度350H km = 地球平均半径6371R km =地球自转角速度57.29210/ie rad s ω-=⨯ 在轨运行的线速度7701.11/v m s = 在轨运行的周期5483.53 1.523T s h ==根据成都方面的说法，飞行器在轨运行时并不进行姿态控制，也就意味着在则2. 坐标系定义（1） o 轴沿机体与地心连线方向，背离地心为正，o Y 轴在轨道平面内与Oz 轴垂直，向前为正，o X 轴通过右手定则确定指向。
图2 轨道坐标系定义图中，ϕ为纬度，k 为飞行器在轨道平面内的回转角度，以升交点为起始点，δ为轨道平面与赤道平面的夹角。
为了方便仿真，暂假设轨道面的升交点经度为零。
（2） 地心惯性坐标系（i 系）原点i O 位于地球球心，i Z 垂直于赤道平面，指向北极，i i X Y 、轴位于赤道面内，i X 轴指向春分点方向，i Y 轴通过右手定则确定指向。
（3） 地球坐标系（e 系）原点e O 位于地球球心，e Z 垂直于赤道平面，指向北极，e e X Y 、轴位于赤道面内，e X 轴指向格林威治零时，e Y 轴通过右手定则确定指向。
（4） 地理坐标系（t 系）原点t O 位于机体所在位置，t Z 垂直于当地水平面指天，t t X Y 、轴位于当地水平面内，t X 轴指东，t Y 轴指北。
（5） 机体坐标系（b 系）原点b O 位于机体质心，b X 轴沿机体横轴指向右，b Y 轴沿机体纵轴指向前，bZ轴沿机体法向轴指向上，通过右手定则确定指向。
当机体系相对轨道系的姿态角均为零时，机体系和轨道系重合。
3. 各个坐标系之间的转换关系 （1）轨道坐标系与地心惯性系i o C设飞行器在轨运行时相对升交点的转角为k ，轨道倾角为δ，则有：sin 0cos ()(90)(90)cos cos sin sin cos cos sin cos sin sin i o x z x kkC R R k R k k k k δδδδδδδ-⎡⎤⎢⎥=----=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦ （2）地心惯性系与地球坐标系e i C设飞行器在轨运行时间为t ，则有：cos()sin()0()sin()cos()0001ie ie e i z ie ie ie t t C R t t t ωωωωω⎡⎤⎢⎥==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦（3）地球坐标系与地理坐标系t e C设飞行器的星下点的经纬度为ϕλ、，则有：sin cos 0(90)(90)sin cos sin sin cos cos cos cos sin sin t e x z C R R λλϕλϕλϕλϕϕλϕλϕ-⎡⎤⎢⎥=-+=--⎢⎥⎢⎥⎣⎦ （4）轨道坐标系与机体坐标系bo C设飞行器机体相对轨道坐标系通过俯仰角o θ、横滚角o γ、航向角o ψ来描述，则有：0000cos 0sin 100cos sin 00100cos sin sin cos 0sin 0cos 0sin cos 01oo oo b o o ooo C γγψψθθψψγγθθ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦（5）地理坐标系与机体坐标系t b C设飞行器机体相对地理坐标系通过俯仰角t θ、横滚角t γ、航向角t ψ来描述，则有：cos 0sin 100cos sin 00100cos sin sin cos 0sin 0cos 0sin cos 01tt tt b t t t t tt t t t C γγψψθθψψγγθθ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦4. 导航坐标系选为地理系时的导航仿真当选取地理系为导航坐标系时，在轨导航算法与地面基本相同： （1）姿态更新：()b b b t ttb ib t ie et C ωωωω=-+，而0b ibω=，则可得()b b t t tb t ie et C ωωω=-+，由此通过四元数算法即可更新姿态矩阵b t C ，进而可获得机体系相对地理系的姿态角。
