内容简介

书系统深入地介绍了航天器轨道力学的相关知识，主要内容包括：轨道力学发展历程、太阳系、时间与坐标系统等基础知识；二体问题、二体轨道的初值与边值问题、轨道确定、轨道摄动、轨道设计等轨道力学核心内容；脉冲推力、有限推力、小推力轨道机动和航天器相对运动等轨道控制内容；多体问题、月球和行星际探测轨道设计等深空探测相关知识。本书可作为航天器总体设计与论证、控制系统设计、运行管理与评估等相关专业的高年级本科生和研究生教材，对从事相关工作的研究人员、工程技术人员也有参考价值。

目录

第 1 章 绪论

1.1 轨道力学的发展历程

1.1.1 古典天文学

1.1.2 天体力学

1.1.3 航天动力学

1.2 轨道力学的主要研究内容

1.2.1 轨道动力学

1.2.2 轨道控制

1.3 轨道力学的地位与作用

参考文献

第 2 章 轨道力学基础知识

2.1 太阳系

2.1.1 太阳

2.1.2 地月系统

2.1.3 行星及其卫星

2.1.4 小天体

2.2 天球

2.2.1 天球的定义

2.2.2 天球上基本的点和圈

2.2.3 天体视运动

2.2.4 岁差、章动与极移

2.3 时间系统

2.3.1 世界时

2.3.2 原子时

2.3.3 历书时与动力学时

2.3.4 年、历元和儒略日

2.4 坐标系统

2.4.1 坐标系的定义及转换

2.4.2 天球坐标系

2.4.3 地球坐标系

参考文献

第 3 章 二体问题

3.1 二体问题运动方程

3.2 二体问题的六个积分

3.2.1 动量矩积分

3.2.2 轨道积分

3.2.3 时间积分

3.2.4 轨道速度

3.3 二体轨道的特性

3.3.1 圆锥曲线的几何特性

3.3.2 椭圆轨道

3.3.3 抛物线轨道

3.3.4 双曲线轨道

3.4 经典轨道要素

3.4.1 经典轨道要素的定义

3.4.2 经典轨道要素与直角坐标运动状态参数的转换

3.4.3 经典轨道要素与球坐标运动状态参数的转换

3.5 春分点轨道要素

3.5.1 春分点要素的定义

3.5.2 春分点要素与位置、速度的转换

参考文献

第 4 章 二体轨道初值问题

4.1 拉格朗日系数

4.1.1 真近点角差表示的拉格朗日系数

4.1.2 转移矩阵的性质

4.2 飞行时间方程

4.2.1 抛物线轨道

4.2.2 椭圆轨道

4.2.3 双曲线轨道

4.3 普适变量与普适时间方程

4.3.1 桑德曼变换

4.3.2 普适变量描述的圆锥曲线运动方程

4.3.3 普适时间方程

4.3.4 普适函数的计算

4.4 开普勒方程的求解

4.4.1 椭圆运动的级数展开

4.4.2 牛顿迭代法

4.5 f 和 g 级数

参考文献

第 5 章 二体轨道边值问题

5.1 边值问题初步分析

5.1.1 端点时间约束

5.1.2 两种特殊的边值问题

5.2 边值问题的定解条件

5.2.1 端点速度分量比

5.2.2 端点速度方向

5.2.3 偏近点角差

5.2.4 偏心率

5.2.5 虚焦点

5.3 兰伯特定理

5.3.1 兰伯特定理的解析表达

5.3.2 边值问题变换

5.4 兰伯特问题求解

5.4.1 高斯迭代法

5.4.2 Battin 迭代法

5.4.3 Bate 迭代法

5.4.4 Izzo 迭代法

参考文献

第 6 章 航天器轨道确定

6.1 有测距资料的初始轨道确定

6.1.1 单雷达站单点定轨

6.1.2 纯位置矢量定轨

6.2 仅有测角资料的初始轨道确定

6.2.1 拉普拉斯方法

6.2.2 高斯方法

6.3 多站同步观测定轨方法

6.3.1 多站同步测角定轨

6.3.2 多站同步测距定轨

6.3.3 多站同步测距、测速定轨

6.4 轨道改进的基本原理

参考文献

第 7 章 航天器轨道摄动

7.1 特殊摄动法

7.1.1 摄动力分析

7.1.2 科威尔法

7.1.3 恩克法

7.2 参数变分法

7.2.1 轨道要素变分方程

7.2.2 正则参数变分方程

7.3 一般摄动法

7.3.1 古典摄动法

7.3.2 平均要素法

7.3.3 半解析法

7.3.4 两行根数法

7.4 地球非球形摄动

7.4.1 地球引力位

7.4.2 主要带谐项的解

7.4.3 JJ项的影响

7.5 大气阻力摄动

7.5.1 气动力计算

7.5.2 大气模型

7.5.3 摄动影响分析

7.6 太阳光压摄动

参考文献

第 8 章 航天器轨道设计

8.1 星下点轨迹

8.1.1 不考虑摄动影响时无旋地球上的星下点轨迹

8.1.2 不考虑摄动影响时旋转地球上的星下点轨迹

8.1.3 考虑摄动影响时的星下点轨迹

8.2 地面覆盖

8.2.1 轨道上任一点的覆盖区

8.2.2 无旋地球上的覆盖带

8.2.3 旋转地球的覆盖问题

8.3 卫星轨道及星座设计

8.3.1 轨道分类

8.3.2 卫星轨道设计

8.3.3 卫星星座设计

8.4 太阳照射问题

8.4.1 星下点照明

8.4.2 卫星受晒问题

8.5 卫星发射问题

8.5.1 发射窗口

8.5.2 发射段弹道

参考文献

第 9 章 脉冲推力轨道机动