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参考系	参考系, 惯性系, 地固系, 大地坐标, 旋转	惯性系与地固系、在类型中携带参考系的位置表示，以及二者之间的旋转。

参考系

只有当测量所在的参考系已知时，一组数才是位置。内核使用两个参考系：一个固定在惯性空间，一个与旋转的地球固连。本文档定义它们以及二者之间的变换。

定义

参考系	原点	坐标轴	随地球旋转
ECI，地心惯性系	地心	J2000.0 的平赤道与平春分点	否
ECEF，地心地固系	地心	随地球旋转	是
大地坐标	椭球面上	纬度、经度、高	是

固连于地面的点在 ECEF 中坐标恒定，而在 ECI 中绕原点旋转。固定在惯性空间中的矢量（如指向遥远恒星的方向）在 ECI 中坐标恒定。

内核把参考系附着在类型上。Eci、Ecef 与 Geodetic 是不同的类型，因此表示在某一系中的位置不能传给期望另一系的接口。转换是显式的方法调用。

惯性系与地固系之间的变换是绕第三轴旋转地球自转角：

r_ecef = R3(theta) r_eci
r_eci  = R3(theta)^T r_ecef

其中 theta 是地球自转角，R3 是旋转矩阵

R3(theta) = [ cos(theta)   sin(theta)  0
             -sin(theta)   cos(theta)  0
              0            0           1 ]

该旋转是正交的，因此保持长度与夹角不变。这是一个有用的校验：某次转换使矢量长度变化超过舍入误差就说明有误。

地固系直角坐标与大地坐标之间的变换不是旋转，因为椭球不是球。它由 geodesy-wgs84 中描述的闭式解求得。

坐标层用米而轨道层用千米，这是有意为之而非疏漏：各自遵循所实现理论的惯例。层之间的转换是一次显式乘法，不是隐式的。

惯性系是一种理想化。此处使用的参考系与 J2000.0 的平赤道平春分点对齐，并被视为惯性系，忽略了岁差与章动。在元素集的有效区间内（数天），被忽略的运动远低于传播精度；在数年的尺度上则不然，此时调用方需要使用建模了岁差与章动的参考系实现。

地球自转角定义了参考系之间的旋转，但不包含极移，即自转轴在地球内部的微小运动。极移小于 0.5 角秒，约合地面 15 米，此处忽略。

约定	坐标轴定义	包含岁差	包含章动	此处采用
J2000.0 惯性系	2000-01-01 12:00 TT 的平赤道平春分点	否	否	是
当日真赤道系	当日的真赤道真春分点	是	是	否
当日平赤道系	当日的平赤道平春分点	是	否	否
TEME，真赤道平春分点	真赤道、平春分点	隐含	对极轴为是	是，作为 SGP4 的输出
地固系	随地球旋转	不适用	不适用	是
ITRF	地固系的一种实现	不适用	不适用	以 WGS 84 近似

TEME 是两行元素集所针对的坐标系。它是 SGP4 的输出，与 J2000.0 惯性系不同。从 TEME 转换到地固系需要地球自转与春分点方程，后者是平春分点与真春分点之间的小角度。

地球自转角：IERS Conventions (2010)，公式 8.32，由 apsis-frames 实现。
参考系定义遵循 Vallado《Fundamentals of Astrodynamics and Applications》以及《天文年历解释性补充》中的用法。