体坐标系（Body Frame）

本文作者：天疆说
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定义

体坐标系（Body Frame）是与飞行器固联的坐标系，也称为弹体坐标系或箭体坐标系，记作 $o_1 - x_1 y_1 z_1$ ，简记为 $B$ 。体坐标系的原点为飞行器质心，坐标轴与飞行器结构固联，随飞行器一起运动和旋转。体坐标系是描述飞行器姿态的核心参考框架。

主对称面在发射瞬时与发射坐标系 $xoy$ 平面重合。

体坐标系相对于发射坐标系（或发射惯性坐标系）的方位用三个欧拉角（姿态角）描述，采用 3-2-1 转动次序：

体坐标系与发射坐标系之间的方向余弦阵由三个姿态角的三角函数组成：

\mathbf{B}_G = \mathbf{R}_x(\gamma) \cdot \mathbf{R}_y(\psi) \cdot \mathbf{R}_z(\varphi)

通过该矩阵可将体坐标系中的测量值（如推力方向、气动力）转换到发射坐标系中。

体坐标系是飞行器姿态控制和绕质心运动分析的基础。惯性导航系统中的陀螺仪和加速度计安装在体坐标系中，其测量值需要通过姿态矩阵转换到导航坐标系。对于地月空间任务，体坐标系的精确确定是姿态控制、交会对接和精确指向的前提。