坎巴拉太空計(jì)劃中的坐標(biāo)系簡(jiǎn)介(KRPC)

????????航空航天中不可避免的要涉及到坐標(biāo)系的選取和轉(zhuǎn)換,Up主最近學(xué)python感覺(jué)找不到應(yīng)用方向結(jié)合,于是打算結(jié)合KSP來(lái)學(xué)習(xí)。由于坎巴拉中使用的坐標(biāo)系與現(xiàn)實(shí)中有一定差別,這里簡(jiǎn)要介紹一下常用的幾個(gè)坐標(biāo)系。
????????需要注意的是,坎巴拉太空計(jì)劃中使用的全部都是左手坐標(biāo)系,這與現(xiàn)實(shí)中常用的右手笛卡爾坐標(biāo)系的區(qū)別是z軸的方向相反,大家可以用手自己比劃一下,非常簡(jiǎn)單。下面主要介紹Kerbin的坐標(biāo)系和各類機(jī)體坐標(biāo)系,其他天體的坐標(biāo)系建立方法與Kerbin相同。
????1 天體坐標(biāo)系
????1.1 Kerbin心坐標(biāo)系
坐標(biāo)原點(diǎn)位于Kerbin的形心(形心與質(zhì)心相同)。
坐標(biāo)系不隨Kerbin自轉(zhuǎn)。
x軸指向天球赤道上某一固定的點(diǎn)。
y軸與自轉(zhuǎn)軸重合,指向北極。
z軸指向天球赤道上某一固定的點(diǎn),且與x軸正交。
????????天球是在天文學(xué)和導(dǎo)航上想出的一個(gè)與天體同球心,與天體有相同的自轉(zhuǎn)軸,半徑無(wú)限大。天體的的赤道和地理極點(diǎn)投射到天球上,就是天球赤道和天極。Kerbin心坐標(biāo)系在KRPC中就是CelestialBody.non_rotating_reference_frame。
????1.2 Kerbin坐標(biāo)系

坐標(biāo)原點(diǎn)位于Kerbin的形心(形心與質(zhì)心相同)。
坐標(biāo)系隨Kerbin自轉(zhuǎn)。
x軸指向經(jīng)度0°,緯度0°的點(diǎn)。
y軸與自轉(zhuǎn)軸重合,指向北極。
z軸指向經(jīng)度90°,維度0°的點(diǎn)。
????????對(duì)應(yīng)在KRPC中是CelestialBody.reference_frame。
????1.3 kerbin軌道坐標(biāo)系
坐標(biāo)原點(diǎn)位于Kerbin的形心(形心與質(zhì)心相同)。
坐標(biāo)系隨Kerbin公轉(zhuǎn)而變化,固定于Kerbin上。
x軸指向公轉(zhuǎn)反徑向。
y軸指向公轉(zhuǎn)順向。
z軸指向公轉(zhuǎn)法向。
????對(duì)應(yīng)與KRPC中的CelestialBody.orbital_reference_frame。
????2 機(jī)體固連坐標(biāo)系(非慣性系)
????2.1 機(jī)體坐標(biāo)系

原點(diǎn)位于機(jī)體質(zhì)心。
坐標(biāo)系隨機(jī)體運(yùn)動(dòng)。
x軸指向機(jī)體右方。
y軸指向機(jī)體前方。
z軸指向機(jī)體下方。
????對(duì)應(yīng)于KRPC中的Vessel.reference_frame。
????2.2 機(jī)體軌道坐標(biāo)系

????與天體的公轉(zhuǎn)軌道坐標(biāo)系完全相同。
坐標(biāo)原點(diǎn)位于機(jī)體的質(zhì)心。
坐標(biāo)系隨機(jī)體而變化。
x軸指向軌道反徑向。
y軸指向軌道順向。
z軸指向軌道法向。
????在KRPC中表示為Vessel.orbital_reference_frame。
????2.3 機(jī)體天北東坐標(biāo)系

坐標(biāo)原點(diǎn)位于機(jī)體的質(zhì)心。
x軸豎直向上,指向天球。
y軸指向東方。
z軸指向北方。
????在KRPC中對(duì)應(yīng)于Vessel.surface_reference_frame。
????2.4 地速坐標(biāo)系

坐標(biāo)原點(diǎn)位于機(jī)體的質(zhì)心。
坐標(biāo)系跟隨機(jī)體運(yùn)動(dòng)。
x軸與y軸和z軸正交。
y軸指向速度方向(地速)。
z軸位于天文地平面內(nèi),與y軸正交。
????即KRPC中的Vessel.surface_velocity_reference_frame。
????以上就是坎巴拉太空計(jì)劃中常用的坐標(biāo)系介紹。