空間交會對接技術

第1章 緒論 1.1 空間交會對接技術概述 1.1.1 空間交會對接的概念 1.1.2 空間交會對接的作用 1.1.3 空間交會對接的基本過程 1.1.4 空間交會對接的關鍵技術 1.2 國外空間交會對接技術發(fā)展概況 1.2.1 空間交會對接技術的發(fā)展歷程 1.2.2 美國 1.2.3 俄羅斯／蘇聯(lián) 1.2.4 歐洲 1.2.5 日本 1.3 中國空間交會對接技術 1.3.1 中國載人航天工程的發(fā)展概況 1.3.2 中國載人航天工程空間交會對接飛行 參考文獻 第2章 空間交會對接任務分析與設計 2.1 坐標系統(tǒng) 2.1.1 時間系統(tǒng) 2.1.2 慣性坐標系 2.1.3 地固坐標系 2.1.4 升交點軌道坐標系 2.1.5 航天器當?shù)剀壍雷鴺讼?2.2 交會對接軌道動力學 2.2.1 高精度軌道動力學方程 2.2.2 近圓軌道相對運動動力學方程 2.2.3 橢圓軌道相對運動動力學方程 2.3 交會對接任務的系統(tǒng)設計 2.3.1 系統(tǒng)構成 2.3.2 航天器 2.3.3 運載火箭 2.3.4 發(fā)射場 2.3.5 測控通信 2.3.6 著陸場和航天員應急救生區(qū) 2.3.7 航天員 2.4 交會對接飛行任務規(guī)劃 2.4.1 任務規(guī)劃約束條件 2.4.2 發(fā)射窗口規(guī)劃 2.4.3 軌道設計 2.5 天宮一號／神舟八號交會對接過程 2.5.1 上升段 2.5.2 遠距離導引段 2.5.3 自主控制段 2.5.4 對接段 2.5.5 組合體飛行段 2.5.6 二次對接段 2.5.7 分離撤離段 參考文獻 第3章 運載火箭彈道設計與控制 3.1 國內(nèi)外運載火箭控制技術發(fā)展概述 3.1.1 國外情況 3.1.2 國內(nèi)情況 3.2 彈道設計及交會對接任務的特殊需求 3.2.1 火箭運動方程 3.2.2 火箭彈道設計及制約因素 3.2.3 交會對接的特殊需求 3.3 運載火箭飛行控制技術 3.3.1 飛行控制系統(tǒng)的組成及工作原理 3.3.2 制導系統(tǒng) 3.3.3 姿態(tài)控制系統(tǒng) 3.4 運載火箭制導方案與方法 3.4.1 組合導航方案 3.4.2 攝動制導 3.4.3 迭代制導 3.5 運載火箭發(fā)射控制技術 3.5.1 火箭射前工作內(nèi)容及流程 3.5.2 諸元準備及生成 3.5.3 初始狀態(tài)的確定 3.5.4 零窗口發(fā)射 3.6 地面試驗與仿真技術 3.6.1 六自由度仿真試驗技術 3.6.2 制導姿控聯(lián)合六自由度仿真試驗系統(tǒng) 參考文獻 第4章 測定軌與遠距離導引控制 4.1 國內(nèi)外技術現(xiàn)狀 4.1.1 測定軌技術現(xiàn)狀 4.1.2 遠距離導引控制技術現(xiàn)狀 4.2 軌道確定及軌道預報 4.2.1 軌道力學基礎 4.2.2 軌道測量方法和模型 4.2.3 測量數(shù)據(jù)處理與誤差修正 4.2.4 交會對接中軌道確定及軌道預報的技術特點 4.2.5 空間環(huán)境模型參數(shù)辨識及其在交會對接中的應用 4.3 遠距離導引優(yōu)化控制 4.3.1 遠距離導引變軌任務規(guī)劃模型 4.3.2 遠距離導引變軌任務規(guī)劃策略 4.3.3 遠距離導引應急控制策略 4.4 遠距離導引精度分析 4.4.1 影響遠距離導引精度的誤差因素 4.4.2 遠距離導引精度評估方法 4.4.3 遠距離導引精度仿真分析結論 參考文獻 第5章 自主交會導航、制導與控制技術 5.1 國內(nèi)外技術發(fā)展概述 5.1.1 聯(lián)盟／進步號飛船 5.1.2 阿波羅飛船 5.1.3 航天飛機 5.1.4 DART 5.1.5 ATV 5.1.6 HTV 5.2 系統(tǒng)設計 5.3 相對導航技術 5.3.1 相對測量系統(tǒng) 5.3.2 相對導航算法 5.3.3 相對導航濾波器設計 5.4 自動交會制導控制技術 5.4.1 霍曼交會 5.4.2 蘭勃特交會 5.4.3 C―W制導 5.4.4 視線制導 5.4.5 平行交會 5.4.6 姿態(tài)控制 5.4.7 自動交會制導控制仿真驗證 5.5 手動控制交會技術 5.5.1 概述 5.5.2 手控交會對接GNC系統(tǒng)組成及工作原理 5.5.3 控制方案及數(shù)學仿真驗證 5.6 空間交會對接物理仿真試驗技術 5.6.1 概述 5.6.2 歐洲交會對接GNC分系統(tǒng)半物理仿真 5.6.3 美國交會對接GNC系統(tǒng)半物理仿真 5.6.4 日本交會對接GNC系統(tǒng)半物理仿真 5.6.5 法國十二自由度對接動力學仿真 5.6.6 美國交會對接十自由度全物理仿真 5.6.7 我國九自由度交會對接半物理仿真 參考文獻 第6章 空間對接技術 6.1 空間對接技術概述 6.1.1 空間對接任務和過程 6.1.2 對接技術的發(fā)展概述 6.2 對接機構技術 6.2.1 系統(tǒng)組成和功能劃分 6.2.2 工作過程 6.2.3 捕獲導向機構 6.2.4 傳動緩沖機構 6.2.5 連接密封分離機構 6.2.6 對接分離控制 6.2.7 溫度控制 6.3 對接過程的仿真 6.3.1 對接過程仿真目的和模型假設 6.3.2 坐標系定義和對接初始條件 6.3.3 對接動力學建模 6.3.4 對接過程動力學仿真 6.3.5 典型對接情況的仿真結果 6.4 對接機構地面試驗 6.4.1 任務 6.4.2 對接機構地面試驗方法 6.4.3 對接機構的大型地面試驗設備 參考文獻 第7章 交會對接任務系統(tǒng)仿真 7.1 系統(tǒng)仿真技術發(fā)展概況 7.2 交會對接工程系統(tǒng)仿真總體設計 7.2.1 系統(tǒng)仿真需求 7.2.2 仿真系統(tǒng)平臺與架構 7.2.3 仿真系統(tǒng)組成 7.3 交會對接仿真建模 7.3.1 交會對接仿真模型體系 7.3.2 軌道動力學模型 7.3.3 GNSS測量仿真模型 7.3.4 USB外測仿真模型 7.3.5 中繼衛(wèi)星仿真模型 7.4 仿真試驗設計與分析 7.4.1 仿真試驗設計 7.4.2 仿真結果分析 參考文獻 常用簡稱與縮寫詞