衛星軌道理論與套用

內容簡介

本書是太空飛行器飛行動力學領域的基礎論著之一，書中內容是作者50多年來在該領域教學、科研和工程實踐中的成果總結。主要針對地球、月球和幾個大行星的環繞型探測器（通常所說的人造衛星）的質心運動，闡述軌道力學的基本理論及其在航天領域相關工程中的套用。全書共12章，包括軌道力學的基本問題，即二體問題（衛星的無攝運動）對應的軌道解，受攝二體問題的處理方法及其相應的小參數冪級數解，軌道變化的複雜規律與特徵，以及這些規律與特徵在各特定航天任務中的套用。特別需要說明的是，儘管主要內容是針對環繞型探測器（人造衛星）的，但同樣適用於解決太陽系中小天體（小行星和自然衛星等）運動的類似問題，從中獲得解決空間探測與航天工程問題的理論依據和實用方法。本書理論體系完整，與實際套用緊密結合，既具基礎性又具實用性。可作為天文、套用數學、一般力學和航天動力學等領域研究生學習軌道力學的基礎教材，也可作為天文與航天領域等相關套用系統有關科技人員的參考書。

圖書目錄

第1章衛星運動的數學模型與參考系的選擇 1

1.1 衛星在軌運動的數學模型及其求解問題 1

1.2 時空參考系 3

1.3 地球坐標系統 9

1.4 月球坐標系統 22

1.5 火星坐標系統 30

參考文獻 35

第2章二體問題——無攝運動 37

2.1 二體問題的解——六個獨立積分 37

2.2 橢圓運動的基本關係式 43

2.3 軌道根數與位置、速度矢量之間的轉換關係 48

2.4 橢圓運動的微分關係式 51

2.5 橢圓運動的展開式 55

2.6 拋物線軌道和雙曲線軌道 62

參考文獻 65

第3章受攝運動方程的建立及其基本解法 66

3.1 受攝運動的處理方法——常數變易法 66

3.2 攝動運動方程的建立 70

3.3 攝動運動方程的各種形式 76

3.4 攝動運動方程的奇點與處理方法 81

3.5 小參數冪級數解的構造——攝動法 86

參考文獻 90

第4章改進的攝動法——平均根數法 91

4.1 參考解的選擇——平均根數的引入 92

4.2 橢圓運動中有關量的平均值 93

4.3 平均根數法 96

4.4 中心天體的扁率攝動解 100

4.5 衛星軌道半長徑二階周期攝動項的獲得 110

4.6 扁率攝動解的幾種形式及其等價性 113

參考文獻 116

第5章中心天體的非球形引力攝動 117

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