用途:在 MATLAB Aerospace Toolbox 中完成航空航天单位换算、时间换算、坐标框架变换与旋转表示转换,并帮助判断数据所属坐标系。
主要能力:单位换算函数统一签名为 output = convXXX(value, fromUnit, toUnit),覆盖长度、速度、角度、加速度、角加速度、角速度、力、质量、压力、温度、密度。时间函数包括 juliandate、mjuliandate、decyear、leapyear、tdbjuliandate。坐标变换包括 lla2ecef/ecef2lla、lla2eci/eci2lla、ecef2eci/eci2ecef、eci2aer、lla2flat/flat2lla、geod2geoc/geoc2geod、ijk2keplerian/keplerian2ijk、siderealTime、dcmeci2ecef、dcmecef2ned、dcm2latlon、dcmbody2wind、dcm2alphabeta、dcmbody2stability。旋转表示支持欧拉角、DCM、四元数、Rodrigues 向量互转,以及 quaternion 对象(创建、compact、eulerd、rotmat、rotatepoint、rotateframe、normalize、slerp、meanrot、dist、angvel、randrot)和数组式四元数运算(quatmultiply、quatconj、quatinv、quatnormalize、quatrotate、quatdivide、quatinterp、quatexp、quatlog、quatpower)。
使用方式:先确定坐标系,再统一单位,调用相应函数,最后做往返验证(误差应小于 1e-10)。angle2dcm、angle2quat 等需弧度输入,用 deg2rad 或 convang 转换;旋转序列默认 ZYX,建议显式指定;四元数采用标量在前 [w x y z];LLA 顺序为 [lat, lon, alt](度、米);ECI 相关函数需提供 UTC 时间;四元数运算后应归一化。
适用场景:航空航天单位与时间换算、地固/惯性/地理/平面地球坐标变换、姿态与旋转表示转换、四元数插值与姿态运算。
限制:不涵盖大气模型、空速修正、轨道传播与机动、导航专用变换(lla2enu、lla2ned)及 Simulink 模块。欧拉角在俯仰 ±90° 附近存在万向节锁,Rodrigues 向量在 180° 奇异,建议改用四元数。具体函数版本要求与参考文档细节以官方资料为准。