建立坐标系要先确定参照物，再确定坐标原点和坐标轴。

（1）惯性坐标系：完全满足牛顿运动定律，即参照物不受任何外力影响，没有加速度和转动，其原点和各坐标轴在空间保持不变。由于宇宙受万有引力影响，不存在这样的参照物，只能近似选取，一般选太阳中心和地球中心为参照物建立惯性坐标系，相对于物体本身的受力和运动，太阳和地球受万有引力的影响可以忽略不计。以太阳中心的惯性坐标系一般用于描述太空其他星体的运行状态，以地球中心的惯性坐标系一般描述近地卫星的运行状态。

（2）地球坐标系：以地球中心为原点，物体相对于地球的位置。z轴从地心指向北极点，y轴指向赤道与90°东经子午线的交点，以右手准则确定x轴，x、y、z存在正交关系。各导航软件一般把地球坐标系的直角坐标转换为常用的经纬高的坐标表达方式（根据地球椭球扁率、半径等进行转换，有固定的转换方程）。

（3）地理坐标系（当地水平导航坐标系）：以载体的质心为原点，x轴沿当地纬线指向东，y轴沿当地经线指向北，z轴垂直向上，采用东北向的坐标表达方式。载体的运动会引起地理坐标系向地球坐标系的转动，地理坐标系是载体坐标系向地球坐标系转换的参照。

（4）载体坐标系：以载体的质心为原点，x轴为载体前进的方向，根据右手准则，y轴为右向。对于地面低速载体的惯导系统，一般把IMU固定安装在载体上，IMU和载体坐标系之间的姿态相对固定，IMU测量的是载体坐标系下的运动。