描述航天器的相对运动，常使用以下三个重要的空间坐标系：地心赤道惯性坐标系、主航天器质心轨道坐标系和从航天器质心轨道坐标系。三者的空间位置关系如图2-1所示。

1.地心赤道惯性坐标系O-XYZ

该惯性系的原点位于地球中心，X轴指向春分点方向，Z轴垂直于赤道平面沿地球自转轴指向北极，Y轴位于赤道面内并与X轴、Z轴成右手坐标系。在有关航天器轨道动力学的分析中，通常可以忽略春分点的微小摆动及地球绕太阳运转所引起的惯性力，从而近似为惯性坐标系，主要用于对单个航天器绝对运动的描述。

2.主航天器质心轨道坐标系ot-xtytzt

该坐标系的原点位于主航天器质心ot，xt轴与主航天器地心位置向量rt重合，由地心指向其质心；zt轴沿主航天器轨道平面的正法线方向，即与动量矩向量一致；yt轴由右手定则确定，位于轨道平面内，以指向主航天器运动方向为正。描述航天器相对运动的数学模型通常建立在此坐标系中，相关的进一步运动分析与研究也在此坐标系中进行。(www.daowen.com)

3.从航天器质心轨道坐标系oc-xcyczc

该坐标系的原点位于从航天器质心oc，xc轴与主航天器地心位置向量rc重合，由地心指向其质心；zc轴沿主航天器轨道平面的正法线方向，即与动量矩向量Hc一致；yc轴由右手定则确定，位于轨道平面内，以指向主航天器运动方向为正。

图2-1　常用参照坐标系示意图