坐标系

e2m2e 的坐标系层负责位置、速度等矢量在不同参考框架之间的变换。

核心概念

Axes（坐标轴） — 坐标系的"朝向"部分。给定历元 et，返回旋转矩阵 R，使得 r_icrf = R @ r_axes。
Origin（原点） — 坐标系的"位置"部分。state(et) 返回原点在 ICRF/J2000 中的绝对状态。
CoordinateSystem（坐标系） — 一个 Axes 加一个 Origin 拼成的完整数学参考框架。

from e2m2e.algorithm.coordinate import CoordinateSystem, ICRSAxes, ITRFSpiceAxes, CelestialBodyOrigin

# ICRF 惯性系（地球中心）
icrf = CoordinateSystem(
    axes=ICRSAxes(),
    origin=CelestialBodyOrigin(body="EARTH", spice=spice),
)

坐标系族位于 e2m2e.algorithm.coordinate 子包，上述类从该子包导入。

坐标轴类型

e2m2e 提供多种坐标轴实现：

类型	说明	用途
`ICRSAxes`	惯性 ICRF 系（单位阵）	星历传播默认
`ITRFSpiceAxes`	SPICE-backed 高精度 ITRF93（需加载 LSK/PCK 内核）	球谐引力场展开
`ITRFApproxAxes`	低精度 ITRF 近似	大气阻力计算
`VNBAxes`	动态坐标轴（速度-法向-副法向）	推力方向
`LVLHAxes`	动态坐标轴（当地垂直-当地水平）	轨道保持

动态坐标轴

VNBAxes 和 LVLHAxes 是动态坐标轴——旋转矩阵不仅依赖历元，还依赖航天器瞬时状态。使用前必须先调用 update(et, state) 刷新内部方向缓存。

状态转换

# 在不同坐标系间转换状态
state_itrf = icrf.transform_state(
    state_j2000, from_cs=j2000_cs, to_cs=itrf_cs, et=et
)

# 转换向量（不含原点平移）
accel_j2000 = icrf.transform_vector(
    accel_itrf, from_cs=itrf_cs, to_cs=j2000_cs, et=et
)

坐标系与单位

同一坐标系中的状态可用不同单位系统表示。UnitSystem 枚举标识数值的量纲：

DIMENSIONLESS — 无量纲单位（DU, TU, VU）
SI — 国际单位制（km, s, km/s）

Orbit 状态由绑定的 System 解释：frame 与 unit_system 由 System 基类定义，分别标识参考系与量纲；坐标变换由 CoordinateSystem 对象完成（星历系统可持有一个默认 coordinate_system）。