導(dǎo)航中最基礎(chǔ)的問題之一，就是要描述物體的位置、速度和姿態(tài)等參數(shù)。

然而，這些參數(shù)對物體本身而言是無意義的。比如在生活中，可能會產(chǎn)生這樣的運(yùn)動錯(cuò)覺：當(dāng)觀察夜空時(shí)，感覺月亮在云中穿梭；或乘坐列車時(shí)，無法分辨出啟程的是自己乘坐的列車還是對面停靠的列車。因此，當(dāng)我們需要確定物體的位置、速度和姿態(tài)等參數(shù)時(shí)，通常需要相對于某種形式的參考系來描述。

在描述時(shí)，首先需要選擇被描述對象上的一點(diǎn)作為該對象的原點(diǎn)，該點(diǎn)可以是物體的質(zhì)心、幾何中心，或其他合適的點(diǎn)，比如天線的相位中心點(diǎn)等；然后，還需要選擇一組軸系和一個(gè)原點(diǎn)，構(gòu)成描述對象所需的參考系。

軸系和原點(diǎn)的選取并沒有固定的要求，但為了描述方便，軸向間通常是正交的。如果要描述對象的方位或角運(yùn)動，則至少需要三個(gè)非共面的正交軸。參考系的原點(diǎn)通常會選擇太陽系的中心、地球的中心、當(dāng)?shù)氐牡貥?biāo)點(diǎn)等。

對象或參考系的原點(diǎn)和軸系一起構(gòu)成了坐標(biāo)系。人們習(xí)慣于用右手正交準(zhǔn)則來定義正交坐標(biāo)系的軸系，即：x，y，z軸互相垂直，將右手的拇指、食指和中指正交延長，則拇指方向是x軸，食指方向是y軸，中指方向是z軸；將右手拇指指向軸向的正向，則其他四指握拳指向的方向?yàn)槔@著該軸旋轉(zhuǎn)的正方向。與之相反的左手準(zhǔn)則則很少采用。

導(dǎo)航中常用的坐標(biāo)系有:地心慣性坐標(biāo)系(Earth-centered inertial frame，ECI)、地心地固坐標(biāo)系(Earth-centered Earth-fixed frame，ECEF)、當(dāng)?shù)貙?dǎo)航坐標(biāo)系(local navigation frame)和載體坐標(biāo)系(body frame)。

其中，地心慣性坐標(biāo)系是以地球質(zhì)心為中心，以地球自轉(zhuǎn)軸和恒星方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的坐標(biāo)系。

地心地固坐標(biāo)系，一般簡稱地球坐標(biāo)系，除了坐標(biāo)軸與地球固聯(lián)外，它與ECI定義類似：z軸定義與ECI坐標(biāo)系相同，沿著地球自轉(zhuǎn)軸從地心指向北極點(diǎn)；x軸從地心指向赤道與IERS參考子午線的交點(diǎn)；由右手準(zhǔn)則可知，y軸從地心指向赤道與90°東經(jīng)子午線的交點(diǎn)。

當(dāng)?shù)貙?dǎo)航坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸定義與地形方向(北、東、垂向)一致，通常用到的有ENU（東北天）系和NED（北東地）系。

載體坐標(biāo)系，由導(dǎo)航中要解算的導(dǎo)航對象的原點(diǎn)和姿態(tài)確定。載體坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸通常與載體固聯(lián)，y軸為前向(即正常航行的方向)，z軸為天向(即向上方向)，x軸為右向。