空间特殊轨道理论与设计方法
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作者张雅声,徐艳丽,周海俊著
出版社国防工业出版社
ISBN9787118097283
出版时间2014-11
装帧精装
开本其他
定价65元
货号8377188
上书时间2023-11-05
商品详情
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目录
第1章 典型轨道概述
1.1 回归轨道
1.1.1 回归轨道的定义
1.1.2 不同的轨道周期
1.1.3 地球静止轨道及其应用
1.2 太阳同步轨道
1.2.1 太阳同步轨道的定义
1.2.2 太阳同步轨道的特点
1.2.3 太阳同步回归轨道及其应用
1.3 冻结轨道
1.3.1 冻结轨道的定义
1.3.2 闪电轨道及其应用
1.4 逗留轨道
1.4.1 逗留轨道的定义
1.4.2 逗留轨道的应用
1.5 小结
第2章 空间特殊轨道的概念及其应用
2.1 空间特殊轨道的概念
2.1.1 轨道设计理念的差异
2.1.2 轨道控制与轨道设计相耦合
2.1.3 满足特殊的空间应用需求
2.2 空间特殊轨道的分类
2.2.1 悬停轨道
2.2.2 巡游轨道
2.2.3 多目标交会轨道
2.2.4 主动接近轨道
2.2.5 快速响应轨道
2.2.6 极地驻留轨道
2.3 空间特殊轨道的描述
2.3.1 轨道根数
2.3.2 无奇点根数
2.3.3 直角坐标分量
2.4 小结
第3章 悬停轨道理论与设计方法
3.1 悬停轨道的概念
3.2 定点悬停轨道设计
3.2.1 动力学模型
3.2.2 开环控制方式
3.2.3 闭环控制方式
3.3 区域悬停轨道设计
3.3.1 受限区域构型分析
3.3.2 区域悬停轨道控制
3.3.3 单次脉冲区域悬停轨道
3.3.4 多脉冲区域悬停轨道
3.4 偏置地球静止轨道设计
3.4.1 偏离轨道平面的偏置轨道
3.4.2 轨道平面内的偏置轨道
3.4.3 轨道偏置能量分析
3.5 小结
第4章 螺旋巡游轨道理论与设计方法
4.1 螺旋巡游轨道的概念
4.2 相对运动模型精度分析
4.2.1 精确相对运动动力学方程
4.2.2 相对运动动力学方程的简化
4.2.3 相对运动动力学模型精度分析
4.2.4 巡游航天器相对运动动力学模型分析
4.3 遍历巡游轨道设计
4.3.1 基于Hill方程的设计方法
4.3.2 基于E/I矢量法的设计方法
4.3.3 设计约束
4.3.4 仿真分析
4.4 往返巡游轨道设计
4.4.1 设计方法
4.4.2 乏计约束
4.4.3 仿真分析
4.5 丁控巡游轨道设计
4..5.1 螺旋环设计
4.5.2 进入走廊设计
4.5.3 单次脉冲控制策略
4.5.4 快速巡游控制策略
4.6 小结
第5章 基于穿越点的多目标交会轨道理论与设计方法
5.1 多目标轨道交会问题描述
5.2 穿越点的概念及其确定方法
5.2.1 穿越点的概念
5.2.2 穿越点的确定方法
5.3 基于穿越点的轨道交会策略
5.3.1 基于穿越点的设计思想
5.3.2 交会轨道设计策略
5.3.3 轨道交会控制方法
5.4 非共面同构多目标交会轨道设计方法
5.5 非共面异构多目标交会轨道设计方法
5.5.1 设计步骤
5.5.2 交会轨道设计方法
5.5.3 穿越点点集确定方法
5.5.4 交会弹道设计方法
5.6 仿真分析与方法修正
5.6.1 基于穿越点的轨道交会仿真
5.6.2 基于穿越点的轨道交会方法修正
5.7 小结
第6章 主动接近轨道理论与设计方法
6.1 主动接近轨道的概念
6.2 接近轨道设计
6.2.1 调相轨道
6.2.2 丘距离接近轨道
6.3 相对位姿动力学模型
6.3.1 相对姿态动力学模型
6.3.2 相对位置动力学模型
6.4 最终逼近轨道设计
6.4.1 三轴稳定型目标的最终逼近
6.4.2 姿态无控型目标的最终逼近
6.4.3 仿真实现
6.5 小结
第7章 快速响应轨道理论与设计方法
7.1 快速响应轨道的概念
7.2 圆形快速绕飞轨道
7.2.1 圆形快速绕飞轨道设计
7.2.2 目标禁区的定义
7.2.3 安全性分析
7.3 快速进人空间轨道
7.3.1 低轨快速进入轨道设计
7.3.2 Cobra轨道设计
7.4 小结
第8章 极地驻留轨道理论与设计方法
8.1 极地驻留轨道的概念
8.2 极地驻留轨道设计方法
8.2.1 圆型限制性三体问题下的动力学模型
8.2.2 驻留距离固定时极地驻留轨道设计
8.2.3 驻留距离不固定时极地驻留轨道设计
8.3 极地驻留轨道优化设计
8.4 小结
附录 利用Matlab软件优化设计交会轨道
参考文献
内容摘要
第2章空间特殊轨道的概念及其应用
进入21世纪以来,人类的各种太空活动不断深入,尤其是天基空间目标监视、在轨服务等新型空间任务,对于具有特殊空间运动特性的轨道的需求越来越大,而传统的轨道理论和设计方法已经无法满足这些特殊应用需求。本章将给出空间特殊轨道的概念,分析其特点,并针对具体应用需求提出6种典型的空间特殊轨道。
2.1空间特殊轨道的概念
航天器轨道是指航天器运行时质心运动的轨迹。按照飞行任务不同,一般可以分为人造地球卫星轨道、地月飞行轨道和行星际飞行轨道三大类。典型轨道一般均为开普勒轨道,满足性二体问题的基本运动方程,可以利用性二体问题的基本运动方程、开普勒方程等经典轨道方程进行较准确的轨道预推。
2.1.1轨道设计理念的差异
20世纪50年代,伴随着人类靠前颗人造地球卫星上天,航天器轨道设计理论和方法得到快速发展。此时,航天器的主要任务是对热点区域实施侦察监视、为陆海空提供通信、导航支持等,因此,在这个阶段航天器轨道设计重点关注的是航天器与地面区域之间的相对运动,采用的方法是以地球为参照物的保证轨道设计方法,如太阳同步轨道、回归轨道、逗留轨道等。
此外,随着人类空间探索区域的不断扩展,20世纪60年代,登月计划如火如荼地进行,金星、水星、火星等行星际探测也不断开展,月球探测等行星际探测轨道理论与设计方法也逐渐成熟。20世纪90年代中后期,月球探测和行星际探测又进入了新的高潮,相关理论与设计方法更加成熟。
主编推荐
张雅声、徐艳丽、周海俊编著的这本《空间特殊轨道理论与设计方法》是航天器轨道与控制领域的一本专著,重点围绕空间特殊轨道的设计方法展开论述。随着空间任务不断拓展,传统的轨道理论和设计方法已经无法满足要求。本书在总结当前空间活动趋势的基础上,给出了空间特殊轨道的概念及其应用;重点阐述了悬停轨道、螺旋巡游轨道、基于穿越点的多目标交会轨道以及主动接近轨道的理论与设计方法;跟踪国外近期新研究成果,介绍了快速响应轨道、极地驻留轨道的理论与设计方法。
本书可作为相关科研院所的科研人员、相关院校的研究生以及从事航天器总体的研究人员的参考书。
精彩内容
《空间特殊轨道理论与设计方法》主要分为两大部分八个章节,其中靠前部分为靠前章和第二章,主要是概述回归轨道、同步轨道、冻结轨道、逗留轨道等经典轨道类型及其设计方法,并提出此书的重点研究内容--空间特殊轨道的概念、类型和应用领域;第二部分为第三章~第八章,分别对悬停轨道、螺旋巡游轨道、多目标交会轨道、主动接近轨道、快速响应轨道和极地驻留轨道等6种特殊的空间轨道的概念、特点、设计方法及其应用进行具体介绍。
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