空間飛行器導航制導與控制

內容簡介

本書系統地介紹了空間飛行器動力學及導航、制導與控制的基本理論，從牛頓力學原理出發，論述了多攝動源情況下的空間飛行器絕對軌道動力學方程和相對軌道動力學方程;介紹了地球引力攝動下的軌道幾何演化規律、攝動三體問題的暈軌道和紡錘線軌道特徵，攝動軌道無奇異外推解析方法和動力學定軌理論，基於在軌姿態敏感器信息的自主導

航理論和動力飛行時的慣性導航理論;論述了空間軌道轉移、軌道維持、交會對接和空間攔截等的*省燃料衝量軌道機動策略以及精確的有限推力軌道控制策略設計理論和方

法;介紹了三維空間中月球探測和火星探測軌道機動任務規劃方法。

本書融入了空間飛行器動力學及導航、制導與控制的新近國內外研究成果，可作為飛行器設計和相關專業高年級本科生和研究生的教材，也可作為相關專業工程技術人員的參考書。

圖書目錄

第 1 章天文學和地球物理學的基本概念1

1．1　宇宙、銀河系和太陽系　2

1．2　地球和月球　11

1．3　坐標系及其變換　15

1．4　相對運動　28

1．5　時間系統　33

第　2 章空間飛行器軌道動力學基礎39

2．1　牛頓力學定律　40

2．2　太空飛行器軌道動力學的一般方程　43

2．3　二體問題及克卜勒軌道　45

2．4　密切軌道要素表示的動力學方程　53

2．5　春分點軌道要素表示的動力學方程　59

2．6　四元數軌道要素表示的動力學方程　63

2．7　地球引力勢函式及非球形引力攝動下的軌道幾何形變　69

2．8　太陽引力攝動及若干典型軌道　78

第　3 章空間飛行器經典導航理論93

3．1　密切軌道六要素與飛行器位置、速度的關係　95

3．2　初始軌道的確定　98

3．3　基於高精度動力學模型的精確軌道確定　107

3．4　太空飛行器實時導航　111

第　4 章空間飛行器自主導航理論132

4．1　基於 GPS 信息的太空飛行器導航　133

4．2　基於自然天體信息的太空飛行器自主導航　139

4．3　基於慣性測量單元的太空飛行器自主導航　151

第　5 章空間飛行器軌道轉移衝量制導160

5．1　衝量制導的燃料消耗與推161

5．2　共面軌道轉移衝量最優策略　163

5．3　異面軌道轉移衝量最優策略　180

5．4　地月軌道轉移衝量策略　197

5．5　月地軌道轉移衝量策略　207

5．6　月球引力輔助軌道轉移的能量改變機理　213

5．7　行星際航行衝量策略　218

第　6 章相對運動軌道動力學與衝量交會制導236

6．1　相對運動軌道動力學方程　238

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