但在實際應用慣性導航中，慣性測量器件是直接安裝在運動載體上的，因此慣性器件測得的角速度和加速度的數(shù)值都是在載體運動坐標系下的量，即傳感器得到的是以物體的固連坐標系為參照的數(shù)據(jù)（也叫地理坐標系），但我們?nèi)粘６ㄎ挥玫氖堑厍蜃鴺讼?，因此如何把測得的固連坐標系數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成地球坐標系數(shù)據(jù)，是慣性導航重要的第一步。

此時，需要引入一個第三者才能實現(xiàn)坐標系轉(zhuǎn)換，即相對靜止的慣性坐標系——地心慣性系。

地心慣性系：以地球的地心為原點，以地心指向春分點和秋分點的連線為X軸、Y軸，以地球自轉(zhuǎn)軸指向北極為Z軸組成的右手坐標系。因為春分點和秋分點不是地球表面上和地球固定的兩個點，而是地球所屬宇宙空間中兩個固定的點（因為赤道面和黃道面是固定的面）。所以，春分點和秋分點不會因為地球的自轉(zhuǎn)而移動，故地心慣性系是相對靜止的，不會隨地球自轉(zhuǎn)而移動。

地球坐標系：同樣以地球的地心為原點，x 軸穿過本初子午線（0度經(jīng)線）和赤道的交點，z 軸沿著自轉(zhuǎn)軸指向北極點，xyz 軸成右手系。明顯，x 軸是隨地球自轉(zhuǎn)而移動，故地球坐標系是相對運動的，會隨地球自轉(zhuǎn)而移動。

地理坐標系：以運載體（如下圖的P）的中心為坐標原點，x 軸指向正東方向，y 軸指向正北方向，z 軸垂直指向天上。地理坐標系會隨運載體的移動而移動。

當運載體運行到地球的 P 點位置時，對應的地球坐標是什么呢？地理坐標系需要怎樣旋轉(zhuǎn)才能和地球坐標系重合呢？即兩者如何實現(xiàn)變換？

其實就是地理坐標系與地球坐標系都以相對靜止的地心慣性系為參照物，進行一系列復雜的數(shù)字運算。簡單而言，便是通過對應的旋轉(zhuǎn)矩陣實現(xiàn)兩個坐標系之間的旋轉(zhuǎn)變換。

慣性導航系統(tǒng)主要的優(yōu)點

1、完全依靠運動載體自主地完成導航任務，不依賴于任何外部輸入信息，也不向外輸出信息的自主式系統(tǒng)，所以具備極高的抗干擾性和隱蔽性；

2、不受氣象條件限制，可全天候、全天時、全地理的工作。慣導系統(tǒng)不需要特定的時間或者地理因素，隨時隨地都可以運行；

3、提供的參數(shù)多，比如GPS衛(wèi)星導航，只能給出位置，方向，速度信息，但是慣導同時還能提供姿態(tài)和航向信息；

4、導航信息更新速率高，短期精度和穩(wěn)定性好。目前常見的GPS更新速率為每秒1次，但是慣導可以達到每秒幾百次更新甚至更高。

慣性導航系統(tǒng)主要的缺點

1、導航誤差隨時間發(fā)散，由于導航信息經(jīng)過積分運算產(chǎn)生，定位誤差會隨時間推移而增大，長期積累會導致精度差；

2、每次使用之前需較長的初始對準時間。慣性導航需要初始對準，且對準復雜、對準時間較長；

3、不能給出時間信息；

4、精準的慣導系統(tǒng)價格昂貴，通常造價在幾十到幾百萬之間。

慣性導航的分類

從結(jié)構(gòu)上分，慣導可分兩大類：平臺式慣導系統(tǒng)和捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)。

平臺式慣性導航系統(tǒng)有實體的物理平臺，陀螺和加速度計置于由陀螺定的平臺上，該平臺跟蹤導航坐標系，以實現(xiàn)速度和位置解算，姿態(tài)數(shù)據(jù)直接取自于平臺的環(huán)架。

由于平臺式慣導系統(tǒng)框架能隔離運動載體的角振動，儀表工作條件較好，原始測量值采集精確，并且平臺能直接建立導航坐標系，計算量小，容易補償和修正儀表的輸出，但是其結(jié)構(gòu)比較復雜，體積大，成本高且可靠性差。

捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)沒有實體的物理平臺，把陀螺和加速度計直接固定安裝在運動載體上，實質(zhì)上是通過陀螺儀計算出一個虛擬的慣性平臺，然后把加速度計測量結(jié)果旋轉(zhuǎn)到這個虛擬平臺上，再解算導航參數(shù)。