在交會對接中，常用的參考坐標系有地球慣性坐標系、T軌道坐標系、T本體坐標系、C軌道坐標系、C本體坐標系、視線坐標系等，上述坐標系之間的關(guān)系如圖5所示。

（1）T軌道坐標系—oT xT yT zT，用符號fT表示。fT的原點oT是T的質(zhì)心，oT xT與T的速度方向相同，oT zT從OT指向地心，yT垂直于xT zT構(gòu)成的軌道平面并符合右手規(guī)則。fT是隨著T旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動的坐標系，該坐標系是交會對接相對動力學(xué)模型重要的參考坐標系。

（2）T本體坐標系—oT xTb yTb zTb，用符號fTb表示。fTb的原點oT是T的質(zhì)心，oT xTb沿航天器縱軸，指向前；oT zTb在T對稱平面內(nèi)，指向下；oT yTb垂直于對稱平面，且符合右手螺旋規(guī)則。當(dāng)T相對于fT的姿態(tài)角為0時，fTb與fT重合。

（3）C軌道坐標系—oC xC yC zC，用符號fC表示。fC的原點oC是C的質(zhì)心，oC xC與C的速度方向相同，oC zC從oC指向地心，y C垂直于xC zC構(gòu)成的軌道平面并符合右手規(guī)則。

（4）C本體坐標系—oC xCb yCb zCb，用符號fCb表示。fCb的原點oC是C的質(zhì)心，oC xCb沿航天器縱軸，指向前；oC zCb在C對稱平面內(nèi)，指向下；oC yCb垂直與對稱平面，且符合右手螺旋規(guī)則。

（5）地球慣性系—oe xIyIzI為地球慣性坐標系，用符號fI表示。原點oe為地球質(zhì)心，在基準時刻，fI與fT平行，且Oe xI zI與T軌道平面重合。該坐標系可以作為C、T旋轉(zhuǎn)運動的參考坐標系。

（6）視線坐標系—oT xL yL zL，用符號fL表示。原點oT位于T的質(zhì)心，定義oT xL為oT指向C的方向，即視線方向。視線在oT xT yT平面的投影稱為視線投影，該投影與oT xT之間的夾角為方位角p，視線與該投影之間的夾角稱為高低角q。oT xL yL zL可由oT xT yT zT繞zT旋轉(zhuǎn)p，而后繞yT′旋轉(zhuǎn)q得到。

圖5　交會對接中坐標系的定義

假設(shè)fI、fT、fL坐標系的單位矢量分別為iI，jI，kI、iT，jT，kT、iL，jL，kL，根據(jù)fI與fT、fT與fL之間的關(guān)系，得

其中θ=ωt為T的軌道偏角，且