太空飛行器軌道力學

課程性質

課程定位

太空飛行器軌道力學課程與飛行器總體設計、載荷設計、姿控系統設計、測控系統設計等領域息息相關，是型號設計、飛行試驗、飛行仿真和飛行器套用的理論基礎，也是相關領域工程技術人員的必備知識。

適應對象

太空飛行器軌道力學課程適合航空航天類及相關專業的本科生學習，也適合從事太空飛行器設計和套用有關的機電、控制、通信、導航、光學等技術領域的本科生、研究生或工程技術人員學習。

課程簡介

太空飛行器軌道力學課程共七章，第一章介紹太陽系與空間環境的關係等知識點；第二章講述二體軌道的特性等內容；第三章介紹軌道攝動方程及其求解方法等知識點；第四章講述各類觀測定軌等內容；第五章介紹近地軌道特性與特殊軌道等知識點；第六章講述軌道的設計等內容；第七章介紹月球探測軌道的設計等知識點。

課程大綱

第一章軌道力學預備知識

1.1天體力學到軌道力學

1.2太陽系與空間環境

1.3坐標系統

1.4時間系統

1.5質點動力學原理

第二章二體問題

2.1二體問題一般解

2.2二體軌道特性

2.3位置與時間的關係

2.4二體軌道初值問題

2.5軌道根數

第三章軌道攝動

3.1軌道攝動方程及其求解方法

3.2地球非球形攝動

3.3大氣阻力攝動

3.4其它攝動

第四章軌道確定

4.1軌道確定基本內涵

4.2雷達觀測定軌

4.3光學觀測定軌

4.4二體軌道邊值問題

4.5蘭伯特定理

4.6蘭伯特定軌

4.7精密軌道確定

第五章近地軌道特性與特殊軌道

5.1無旋地球假設下的星下點軌跡

5.2旋轉地球假設下的星下點軌跡

5.3衛星對地覆蓋

5.4典型太空飛行器軌道及其特性

5.5衛星星座與航天任務軌道選擇

第六章機動軌道設計

6.1軌道機動概述與軌道調整

6.2軌道改變

6.3軌道轉移

第七章行星及月球探測軌道設計

7.1N體問題

7.2拉普拉斯影響球

7.3行星探測日心軌道設計

7.4行星探測地心軌道設計

7.5行星探測行星中心軌道設計

7.6月球探測軌道設計

7.7圓形限制性三體問題

7.8拉格朗日平動點

（註：課程大綱排版從左到右排列）

開課信息

開課次數	開課時間	參與人數
第1次開課	2019年12月16日-2020年03月31日	7428
第2次開課	2020年04月13日-2020年07月31日	6364
第3次開課	2020年09月01日-2020年12月31日	6713
第4次開課	2021年01月04日-2021年07月25日	6537
第5次開課	2021年08月09日-2022年01月16日	待定
該課程1-5次開課授課教師為鄭偉、張洪波、安雪瀅，學時安排均為4-6小時每周。

課程特色

太空飛行器軌道力學課程在講授中注重構建清晰的理論圖像，也注重與工程背景的有機結合。同時，該課程向學習者提供課件、講義、習題、教學案例、發展前沿等各種資源，並通過實際案例提高學習者解決實際問題的能力。

學習預備

預備知識

學習太空飛行器軌道力學課程需要掌握高等數學、大學物理、理論力學等課程基礎知識。

所獲榮譽

2019年，太空飛行器軌道力學課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。

2020年11月24日，太空飛行器軌道力學課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。

教師簡介

鄭偉，中國人民解放軍國防科技大學空天科學學院教授，承擔太空飛行器軌道力學、航天時代的天文學等課程教學工作。

張洪波，中國人民解放軍國防科技大學空天科學學院教授，承擔太空飛行器軌道動力學與控制等課程教學工作。

安雪瀅，中國人民解放軍國防科技大學空天科學學院副教授，承擔太空飛行器軌道力學基礎等課程教學工作。