空間目標軌道力學與誤差分析

《空間目標軌道力學與誤差分析》是2010年國防工業出版社出版的圖書，作者是陳磊。《空間目標軌道力學與誤差分析》總結了作者近十年的工作，對上述問題進行了初步闡述，希望為想在此領域深入研究的技術人員提供幫助。

基本介紹

• 書名：空間目標軌道力學與誤差分析
• 作者：陳磊
• ISBN：9787118070101
• 類別：圖書 > 科技 > 電子與通信
• 頁數：206
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2010-11-01
• 裝幀：精裝
• 開本：16

內容簡介

全書共分為九章。

第一章概要介紹空間碎片的在軌分布、危害、防護和減緩，並介紹太空飛行器碰撞預警和機動規避涉及的主要問題。

第二章介紹與空間目標軌道緊密相關的時問和坐標系統的基本定義，並給出各系統之問的轉換關係。

第三章在高精度軌道預報的基礎上採用協方差分析描述函式法對初始狀態誤差進行推衍，研究誤差傳播情況。

第四章研究基於協方差分析描述函式法的軌道改進算法，對稀疏點測量數據定軌進行了分析。

第五章以兩行軌道根數為代表分析軌道預報的解析模型，並對根數擬合和預報誤差進行討論。

第六章分析空間目標的相對運動，介紹空間目標相對距離的特性，討論了Hill方程在軌道預報誤差分析中的套用。

第七章介紹空間目標碰撞預警中的接近分析方法，給出了基於攝動分析的機動規避算法。

第八章研究了碰撞機率的計算方法。

第九章利用碰撞機率顯式表達式對碰撞機率的影響因素進行了分析。

目錄

第一章 緒論

1.1 空間碎片影響分析

1.1.1 空間碎片的危害

1.1.2 空間碎片防護措施

1.1.3 空間碎片的減緩

1.2 太空飛行器碰撞預警與機動規避

1.2.1 空間目標軌道理論與套用

1.2.2 基於碰撞機率的預警方法

參考文獻

第二章 時間系統和坐標系統

2.1 時空基本概念

2.2 時間系統

2.2.1 時間系統的定義

2.2.2 時間系統之間的轉換關係

2.3 坐標系統

2.3.1 坐標系的定義和變換

2.3.2 坐標系的發展趨勢

參考文獻

第三章 軌道預報與誤差傳播

3.1 高精度軌道預報模型

3.1.1 地球引力加速度

3.1.2 第三體引力攝動

3.1.3 大氣阻尼攝動

3.1.4 太陽輻射壓辦攝動

3.1.5 潮汐攝動

3.1.6 相對論效應

3.2 協方差分析描述函式法

3.2.1 線性系統協方差分析

3.2.2 非線性系統協方差分析

3.3 基於協方差描述函式法的誤差傳播

3.3.1 基於常態分配的描述函式

3.3.2 協方差描述函式的軌道套用

3.4 基於軌道根數的初始誤差傳播

3.4.1 二體問題的初始誤差傳播

3.4.2 地球扁率對初始誤差傳播的影響

3.4.3 大氣阻尼對初始誤差傳播的影響

3.4.4 狀態矢量方差傳播

參考文獻

第四章 數據預處理與軌道改進

4.1 空間監視的觀測數據獲取

4.2 雷達單點觀測數據預處理

4.2.1 30"法則

4.2.2 觀測數據篩選

4.3 軌道確定的一般方法

4.3.1 初軌確定

4.3.2 精密軌道確定

4.4 基於CADET的遞推軌道改進

參考文獻

第五章 兩行軌道根數的分析與套用

5.1 軌道解析模型簡介

5.2 兩行軌道根數和SGP4，/SGP4模型

5.2.1 美國空間監視解析模型發展歷程

5.2.2 SGP4/SDP4軌道模型

5.2.3 兩行軌道根數

5.3 兩行軌道根數的擬合與誤差

5.3.1 兩行軌道根數的擬合

5.3.2 兩行軌道根數的誤差分析

參考文獻

第六章 空間目標的相對運動

6.1 空間目標相對運動的一般形式

6.1.1 慣性坐標系中的相對運動方程

6.1.2 參考目標軌道坐標系中的相對運動方程

6.2 空間目標相對距離分析

6.2.1 二體運動的相對距離分析

6.2.2 相對運動的攝動分析

6.2.3 遠距離相對運動的非克卜勒特性

6.3 Hill方程及其在誤差分析中的套用

6.3.1 Hill方程

6.3.2 基於Hill方程的誤差協方差傳播

6.3.3 利用：Hill方程分析初值誤差

參考文獻

第七章 碰撞預警與機動規避

7.1 空間目標碰撞預警的解析方法

7.1.1 碰撞預警方法綜述

7.1.2 碰撞預警解析方法

7.2 基於軌道長期項的碰撞檢測算法

7.2.1 SGP4/SDP4模型長期項精度分析

7.2.2 碰撞檢測解析算法

7.3 基於交點修正的機動策略

7.3.1 軌道根數變化對碰撞的影響

7.3.2 推力施加的策略分析

參考文獻

第八章 碰撞機率計算

8.1 碰撞機率問題分析

8.1.1 相遇坐標系的定義

8.1 _2位置誤差的投影

8.2 機率積分的計算方法

8.2.1 一重積分方法

8.2.2 縮空間和無窮級數的快速算法

8.3 最大碰撞機率的討論

參考文獻

第九章 碰撞機率影響因素

9.1 碰撞機率的顯式表達式

9.1.1.式表達式推導

9.1.2 交會幾何條件的計算

9.1.3 算例分析

9.2 影響因素分析

9.2.1 主要影響因素

9.2.2 影響規律

參考文獻

附錄A地球非球形引力攝動加速度

附錄BTLE軌道根數格式說明

前言

軌道力學經過多年的發展，已形成完整有效的理論體系，被廣泛套用於太空飛行器的軌道設計、軌道控制和軌道確定等方面。在這些套用中，軌道計算被認為是一個確定性問題，即給定初始曆元的軌道根數，通過解析公式或數值積分就可以獲得未來某一時刻的軌道根數。

在實際工程中，各種測量手段所獲取的測量數據是存在誤差的。帶誤差的測量數據經過定軌算法處理後，所獲得的軌道根數必然存在誤差。這些誤差將導致軌道外推的結果是一個沿均值軌道散布的誤差管道。只有當誤差小到一定程度，或在工程上認為可忽略的時候，定軌算法獲得的軌道根數所外推的軌道才被近似認為是太空飛行器的真實軌道。