地心慣性

地心慣性（，縮寫為ECI）座標框架起源位於地球的質心並且相對於恆星是固定的。「ECI」中的「I」代表慣性（即「不是加速」），與「以地球為中心 – 地球固定」（ECEF）框架形成鮮明對比，後者在其自轉中相對於地球表面保持固定，然後相對於恆星旋轉。

對於空間中的物體，描述軌道運動的運動方程在非旋轉系（例如 ECI）中更簡單。ECI框架也可用於指定朝向天體的方向：

為了表示地面物體的位置和速度，使用ECEF座標或緯度、經度和高度很方便。

簡而言之：

 ECI：慣性，而不是相對於恆星旋轉；有助於描述天體和太空船的運動。
 ECEF: 非慣性，加速，相對於恆星旋轉；有助於描述物體在地球表面的運動。


ECI座標系實際上的慣性程度受到周圍引力場不均勻性的限制。例如，月球對高地球軌道衛星的引力影響與其對地球的影響顯著不同，因此ECI框架中的觀察者必須考慮其運動定律中的這種加速度差異。觀測到的物體越靠近 ECI源頭，引力差的影響就越小。

 座標系統定義 
使用地球軌道平面和地球自轉軸在空間中的方向來定義ECI框架的方向是很方便的David A. Vallado and Wayne D. McClain, "Fundamentals of Astrodynamics and Applications," 3rd ed. Microcosm Press, 2007, pp. 153–162.。地球的軌道平面稱為黃道，它與地球的赤道面不重合。地球赤道面與黃道之間的角度「ε」稱為黃道和「ε」的傾斜度，也稱為「黃赤交角」≈ 23.4°。

當地球處於其軌道上的位置，使得從地球到太陽的向量指向黃道與天赤道相交的位置時，就會出現分點。發生在春天的第一天附近（相對於北半球）的分點被稱為春分點。春分點可做為ECI框架的主要方向Roger B. Bate, Donald D. Mueller, Jerry E. White, "Fundamentals of Astrodynamics," Dover, 1971, New York, pp. 53–57.。太陽於3月21日左右位於春分點方向。ECI 框架的基本平面通常是赤道平面或黃道面。

物體在空間中的位置可以用赤經和赤緯來定義，它們是從春分點和天球赤道測量的。赤經和赤緯是球面座標，分別類似於經度和緯度。物體在空間中的位置也可以使用在ECI框架中的笛卡爾坐標系。

太陽和月球對地球赤道隆起的引力導致地球的自轉軸在太空中進動，類似於頂部的作用。這稱為進動。章動是疊加在天極的進動運動上，振幅較小且週期較短（< 18.6年）的擺動。這較短週期、強度的波動是由太陽、月球和行星施加在地球赤道隆起上的扭矩。當這種運動的短週期性振盪被平均時，它們被認為是「平均」值而不是「真實」值。因此，春分點、地球赤道面和黃道面會根據日期而變化，並針對特定的曆元指定。代表太空中地球不斷變化方向的模型可從國際地球自轉和參考系統服務獲得。

範例包括：
J2000：一個常用的ECI框架是用2000年1月1日12：00 地球時間的地球平均赤道和平均春分（MEME）定義的。它可以稱為「J2K」、「J2000」或「EME2000」。X軸與平均春分點對齊；Z軸與地球自轉軸（或等效地，[天極|天北極]]）與當時一樣。Y軸繞天赤道東經旋轉90°Tapley, Schutz, and Born, "Statistical Orbit Determination," Elsevier Academic Press, 2004, pp. 29–32.。
M50：該框架類似於J2000，但用1950年貝塞爾年開始時的平均赤道和春分來定義，即B1950.0 = JDE 2433282.423357 = 1950年1月0.9235 TT = 1949年12月 31日22:09:50.4 TTDavid G. Edwards, "Attitude and Pointing Flight Procedures Handbook," Rev A, January 1985, NASA Document JSC-10511, page 1-10.。
GCRF：是國際天球參考系框架以地球為中心的對應物。
MOD：日期平均值（MOD）框架是使用特定日期的平均赤道和春分點來定義的。
TEME：用於NORAD雙線元素有時被稱為「真赤道，平均分點」（TEME），儘管它不使用常規的平均分點。

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 參考文獻 

Category:天球坐標系統