Моделирование аэрокосмических траекторий требует позиционирования и ориентации самолета или космического аппарата относительно вращающейся Земли. Определяют навигационные координаты относительно центра и поверхности Земли.
Геоцентрическая широта λ на поверхности Земли определяется углом, усеченным вектором радиуса от центра Земли до точки поверхности с экваториальной плоскостью.
Геодезическая широта λ на поверхности Земли определяется углом, усеченным вектором нормали поверхности. n и экваториальной плоскости.
Система «север-восток-вниз» (NED) представляет собой неинерциальную систему, начало которой закреплено в центре тяжести самолета или космического аппарата. Его оси ориентированы вдоль геодезических направлений, определяемых поверхностью Земли.
x- точки оси на север, параллельные геоидной поверхности, в полярном направлении.
y- ось указывает на восток, параллельный геоидной поверхности, вдоль широтной кривой.
z- ось указывает вниз, к поверхности Земли, антипараллельна нормали поверхности наружу n.
Полёт на постоянной высоте означает полёт на постоянной z над поверхностью Земли.
Инерционная система с центром Земли (ECI) не вращается. Для большинства применений предположим, что этот кадр является инерционным, хотя равноденствие и экваториальная плоскость с течением времени движутся очень незначительно. Система ECI считается действительно инерционной для высокоточных расчетов орбиты, когда экватор и равноденствие определяются в определенную эпоху (например, J2000). Аэрокосмические функции и блоки, использующие конкретную реализацию системы координат ECI, содержат эту информацию в своей документации. Начало координат системы ECI фиксируется в центре Земли (см. рисунок).
Ось X указывает на весеннее равноденствие (Первая точка Овна ♈).
Ось Y указывает на 90 градусов к востоку от оси X в экваториальной плоскости.
Ось Z указывает на север вдоль оси вращения Земли.
Система Земля-центр, Земля-фиксированная (ECEF) - неинерциальная система, вращающаяся вместе с Землёй. Его происхождение закреплено в центре Земли.
z- ось указывает на север вдоль оси вращения Земли.
x- ось указывает наружу вдоль пересечения экваториальной плоскости Земли и простого меридиана.
y- точки оси в восточном квадранте, перпендикулярном x-z плоскость, удовлетворяющая правилу RH.
