第三章-導(dǎo)彈研究中常用的坐標(biāo)系

第三章導(dǎo)彈研究中常用的坐標(biāo)系作為一種飛行器，導(dǎo)彈在飛行力學(xué)中需要用四個(gè)坐標(biāo)系來描述其運(yùn)動(dòng)。這四個(gè)坐標(biāo)系分別為地面坐標(biāo)系，彈體坐標(biāo)系，彈道坐標(biāo)系和速度坐標(biāo)系。1精選2021版課件3.1各坐標(biāo)系定義

3.2地面坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系3.3地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系3.4速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系

3.5彈道坐標(biāo)系與速度坐標(biāo)系3.6總結(jié)2精選2021版課件3.1各坐標(biāo)系定義一、地面坐標(biāo)系定義：發(fā)射點(diǎn)（質(zhì)心）為A原點(diǎn)，Ax在發(fā)射點(diǎn)A水平面內(nèi)投影，即彈道面與水平面交線，指向目標(biāo)為正，Ay在包含Ax的鉛垂面內(nèi)，垂直Ax向上，Az按右手法則確定。

地面坐標(biāo)系是與地球表面固連的坐標(biāo)系表示：Axyz3精選2021版課件二、彈體坐標(biāo)系定義：彈體質(zhì)心O為原點(diǎn)，Ox1為彈體縱軸，指向彈頭為正，Oy1軸在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)，與Ox1垂直，向上為正，Oz1軸按右手法則確定。也稱固連坐標(biāo)系，表示：OX1Y1Z1（OXdYdZd）（OXbYbZb）

4精選2021版課件三、彈道坐標(biāo)系定義：彈體質(zhì)心O為原點(diǎn)，Ox2軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合，Oy2軸在包含速度矢量的鉛垂面內(nèi)，且垂直于Ox2，向上為正，Oz2按右手法則確定。表示：OX2Y2Z2（OXddYddZdd）

5精選2021版課件四、速度坐標(biāo)系定義：彈體質(zhì)心O為原點(diǎn)，Ox3軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合，Oy3在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)且垂直于Ox3，向上為正，Oz3按右手法則確定。也稱氣速坐標(biāo)系，表示：OX3Y3Z3（OXvYvZv）

6精選2021版課件四個(gè)坐標(biāo)系7精選2021版課件3.2地面坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系彈體坐標(biāo)系相對(duì)地面坐標(biāo)系的姿態(tài)：通過三個(gè)歐拉角確定。俯仰角

偏航角ψ滾動(dòng)角

彈體姿態(tài)角兩個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)、軸對(duì)應(yīng)重合以地面系為基準(zhǔn)繞相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)三次依次轉(zhuǎn)過

、ψ、

：Ox1軸與水平面Axz的夾角：Ax’軸與Ax軸的夾角：Oy1軸與平面Ax’y’的夾角得到彈體坐標(biāo)系的姿態(tài)8精選2021版課件第一次旋轉(zhuǎn)：繞地面坐標(biāo)系A(chǔ)xyz的Ay軸旋轉(zhuǎn)ψ角Ax軸Az軸Ax’軸Az’軸Axyz與Ax’yz’的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：9精選2021版課件第二次旋轉(zhuǎn)：繞過渡坐標(biāo)系A(chǔ)x’yz’的Az’軸旋轉(zhuǎn)

角Ax’軸Ay軸Ax1

軸Ay’軸Ax’yz’與Ax1y’z’的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：10精選2021版課件第三次旋轉(zhuǎn)：繞過渡坐標(biāo)系A(chǔ)x1y’z’的Ax1軸旋轉(zhuǎn)

角Ay’軸Az’軸Ay1

軸Az1

軸Ax1y’z’與Ax1y1z1的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：11精選2021版課件Axyz與Ax1y1z1的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：12精選2021版課件地面坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系之間的方向余弦表13精選2021版課件3.3地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系地面坐標(biāo)系：發(fā)射點(diǎn)（質(zhì)心）A原點(diǎn)，Ax為彈道面與水平面交線，指向目標(biāo)為正，Ay在包含Ax的鉛垂面內(nèi)，垂直Ax向上，Az按右手法則確定。彈道坐標(biāo)系：彈體質(zhì)心O為原點(diǎn)，Ox2軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合，Oy2軸在包含速度矢量的鉛垂面內(nèi)，且垂直于Ox2，向上為正，Oz2按右手法則確定。Az軸和Oz2軸均在水平面內(nèi)地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系的關(guān)系通常由兩個(gè)角度確定：彈道傾角、導(dǎo)彈偏角。14精選2021版課件彈道傾角

彈道偏角ψv：導(dǎo)彈的速度矢量（Ox2軸）與水平面Axz的夾角：導(dǎo)彈速度矢量在水平面內(nèi)投影與與Ax軸的夾角兩個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)、軸對(duì)應(yīng)重合以地面系為基準(zhǔn)繞相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)兩次依次轉(zhuǎn)過

v、

得到彈道坐標(biāo)系角度定義15精選2021版課件第一次旋轉(zhuǎn)：繞地面坐標(biāo)系A(chǔ)xyz的Ay軸旋轉(zhuǎn)ψv角Ax軸Az軸Ax’軸Oz2

軸Axyz與Ax’yz2的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：16精選2021版課件第二次旋轉(zhuǎn)：繞過渡坐標(biāo)系A(chǔ)x’yz2的Az’軸旋轉(zhuǎn)

角Ax’軸Ay軸Ax2

軸Ay2

軸Ax’yz2與Ax2y2z2的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：17精選2021版課件Axyz與Ax2y2z2的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：18精選2021版課件地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系之間的方向余弦表19精選2021版課件3.4速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系彈體坐標(biāo)系：彈體質(zhì)心O為原點(diǎn)，Ox1為彈體縱軸，指向彈頭為正，Oy1軸在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)，垂直O(jiān)x1向上，Oz1軸按右手法則確定。速度坐標(biāo)系：彈體質(zhì)心O為原點(diǎn)，Ox3軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合，Oy3在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)且垂直于Ox3，向上為正，Oz3按右手法則確定。Oy3軸和Oy1軸均在縱向?qū)ΨQ面內(nèi)兩個(gè)坐標(biāo)系的關(guān)系通常由兩個(gè)角度確定：攻角、側(cè)滑角。20精選2021版課件攻角/迎角/沖角α側(cè)滑角β：導(dǎo)彈速度矢量（Ox3軸）在Ox1y1的投影與Ox1的夾角：導(dǎo)彈速度矢量與縱向?qū)ΨQ面的夾角兩個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)、軸對(duì)應(yīng)重合以速度坐標(biāo)系為基準(zhǔn)繞相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)兩次依次轉(zhuǎn)過β、得到彈體坐標(biāo)系角度定義21精選2021版課件第一次旋轉(zhuǎn)：繞速度坐標(biāo)系Oy3軸旋轉(zhuǎn)β角Ox3軸Oz3軸Ox’軸Oz1

軸圖2-7Ox3y3z3與Ox’y3z1的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：22精選2021版課件第二次旋轉(zhuǎn)：繞過渡坐標(biāo)系Ox’y3z1的Oz1軸旋轉(zhuǎn)

角Ox’軸Oy3軸Ox1

軸Oy1

軸Ox’y3z1與Ox1y1z1的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：23精選2021版課件Ox1y1z1與Ox3y3z3的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矩陣：24精選2021版課件速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系之間的方向余弦表25精選2021版課件3.5彈道坐標(biāo)系與速度坐標(biāo)系速度坐標(biāo)系：彈體質(zhì)心O為原點(diǎn)，Ox3軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合，Oy3在彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)且垂直于Ox3，向上為正，Oz3按右手法則確定。彈道坐標(biāo)系：彈體質(zhì)心O為原點(diǎn)，Ox2軸與彈體質(zhì)心的速度矢量重合，Oy2軸在包含速度矢量的鉛垂面內(nèi)，且垂直于Ox2，向上為正，Oz2按右手法則確定。Ox3軸和Ox2軸均與速度矢量重合兩個(gè)坐標(biāo)系的關(guān)系通常由一個(gè)角度確定：速度傾斜角。26精選2021版課件速度傾斜角

V：導(dǎo)彈Oy3軸與包含速度矢量的鉛垂面Ox2y2的夾角兩個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)、軸對(duì)應(yīng)重合以彈道坐標(biāo)系為基準(zhǔn)繞Ox2軸旋轉(zhuǎn)一次轉(zhuǎn)過

v得到速度坐標(biāo)系角度定義27精選2021版課件一次旋轉(zhuǎn)：繞彈道坐標(biāo)系