導航中最基礎的問題之一，就是要描述物體的位置、速度和姿態等參數。

然而，這些參數對物體本身而言是無意義的。比如在生活中，可能會產生這樣的運動錯覺：當觀察夜空時，感覺月亮在云中穿梭；或乘坐列車時，無法分辨出啟程的是自己乘坐的列車還是對面?？康牧熊嚒Ｒ虼?，當我們需要確定物體的位置、速度和姿態等參數時，通常需要相對于某種形式的參考系來描述。

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

軸系和原點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動，則至少需要三個非共面的正交軸。參考系的原點通常會選擇太陽系的中心、地球的中心、當地的地標點等。

對象或參考系的原點和軸系一起構成了坐標系。人們習慣于用右手正交準則來定義正交坐標系的軸系，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為繞著該軸旋轉的正方向。與之相反的左手準則則很少采用。

導航中常用的坐標系有:地心慣性坐標系(Earth-centered inertial frame，ECI)、地心地固坐標系(Earth-centered Earth-fixed frame，ECEF)、當地導航坐標系(local navigation frame)和載體坐標系(body frame)。

其中，地心慣性坐標系是以地球質心為中心，以地球自轉軸和恒星方向為坐標軸的坐標系。

地心地固坐標系，一般簡稱地球坐標系，除了坐標軸與地球固聯外，它與ECI定義類似：z軸定義與ECI坐標系相同，沿著地球自轉軸從地心指向北極點；x軸從地心指向赤道與IERS參考子午線的交點；由右手準則可知，y軸從地心指向赤道與90°東經子午線的交點。

當地導航坐標系，坐標軸定義與地形方向(北、東、垂向)一致，通常用到的有ENU（東北天）系和NED（北東地）系。

載體坐標系，由導航中要解算的導航對象的原點和姿態確定。載體坐標系的坐標軸通常與載體固聯，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。