但在實(shí)際應(yīng)用慣性導(dǎo)航中，慣性測量器件是直接安裝在運(yùn)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(yùn)動坐標(biāo)系下的量，即傳感器得到的是以物體的固連坐標(biāo)系為參照的數(shù)據(jù)（也叫地理坐標(biāo)系），但我們?nèi)粘６ㄎ挥玫氖堑厍蜃鴺?biāo)系，因此如何把測得的固連坐標(biāo)系數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成地球坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，是慣性導(dǎo)航重要的第一步。

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

地心慣性系：以地球的地心為原點(diǎn)，以地心指向春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)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(biāo)系。因為春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)不是地球表面上和地球固定的兩個點(diǎn)，而是地球所屬宇宙空間中兩個固定的點(diǎn)（因為赤道面和黃道面是固定的面）。所以，春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)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(biāo)系：同樣以地球的地心為原點(diǎn)，x 軸穿過本初子午線（0度經(jīng)線）和赤道的交點(diǎn)，z 軸沿著自轉(zhuǎn)軸指向北極點(diǎn)，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(biāo)系是相對運(yùn)動的，會隨地球自轉(zhuǎn)而移動。

地理坐標(biāo)系：以運(yùn)載體（如下圖的P）的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，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(biāo)系會隨運(yùn)載體的移動而移動。

當(dāng)運(yùn)載體運(yùn)行到地球的 P 點(diǎn)位置時，對應(yīng)的地球坐標(biāo)是什么呢？地理坐標(biāo)系需要怎樣旋轉(zhuǎn)才能和地球坐標(biāo)系重合呢？即兩者如何實(shí)現(xiàn)變換？

其實(shí)就是地理坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系都以相對靜止的地心慣性系為參照物，進(jìn)行一系列復(fù)雜的數(shù)字運(yùn)算。簡單而言，便是通過對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣實(shí)現(xiàn)兩個坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)變換。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)

1、完全依靠運(yùn)動載體自主地完成導(dǎo)航任務(wù)，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(dǎo)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(yùn)行；

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

4、導(dǎo)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(dǎo)可以達(dá)到每秒幾百次更新甚至更高。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要的缺點(diǎn)

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

2、每次使用之前需較長的初始對準(zhǔn)時間。慣性導(dǎo)航需要初始對準(zhǔn)，且對準(zhǔn)復(fù)雜、對準(zhǔn)時間較長；

3、不能給出時間信息；

4、精準(zhǔn)的慣導(dǎo)系統(tǒng)價格昂貴，通常造價在幾十到幾百萬之間。

慣性導(dǎo)航的分類

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

平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有實(shí)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(dǎo)航坐標(biāo)系，以實(shí)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(dǎo)系統(tǒng)框架能隔離運(yùn)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(dǎo)航坐標(biāo)系，計算量小，容易補(bǔ)償和修正儀表的輸出，但是其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積大，成本高且可靠性差。

捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)沒有實(shí)體的物理平臺，把陀螺和加速度計直接固定安裝在運(yùn)動載體上，實(shí)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(dǎo)航參數(shù)。