航天器深空飛行軌道設(shè)計(jì)

第1章深空飛行及其軌道設(shè)計(jì)
1 1深空飛行的意義
1 1 1月球探測
1 1 2火星探測
1 1 3小行星探測
1 1 4空間特殊點(diǎn)的利用
1 2太陽系運(yùn)動(dòng)、深空飛行軌道及其特點(diǎn)
1 2 1太陽系內(nèi)的行星運(yùn)動(dòng)
1 2 2深空飛行軌道及其特點(diǎn)
1 3典型深空飛行軌道案例
1 3 1典型的月球探測軌道
1 3 2典型的行星探測軌道
1 3 3典型的特殊點(diǎn)探測軌道
1 4深空飛行軌道設(shè)計(jì)
1 4 1時(shí)空系統(tǒng) 第1章深空飛行及其軌道設(shè)計(jì) 1 1深空飛行的意義 1 1 1月球探測 1 1 2火星探測 1 1 3小行星探測 1 1 4空間特殊點(diǎn)的利用 1 2太陽系運(yùn)動(dòng)、深空飛行軌道及其特點(diǎn) 1 2 1太陽系內(nèi)的行星運(yùn)動(dòng) 1 2 2深空飛行軌道及其特點(diǎn) 1 3典型深空飛行軌道案例 1 3 1典型的月球探測軌道 1 3 2典型的行星探測軌道 1 3 3典型的特殊點(diǎn)探測軌道 1 4深空飛行軌道設(shè)計(jì) 1 4 1時(shí)空系統(tǒng) 1 4 2任務(wù)約束 1 4 3路徑規(guī)劃 1 4 4數(shù)學(xué)物理方法 1 4 5本書看點(diǎn) 參考文獻(xiàn) 第2章行星際軌道機(jī)動(dòng) 2 1二體問題簡述 2 2Lambert問題 2 2 1Lambert問題描述 2 2 2Lambert問題的求解 2 3PorkChop圖 2 3 1PorkChop圖繪制方法 2 3 2相合周期 2 3 3軌道傾角和偏心率對(duì)發(fā)射窗口的影響 參考文獻(xiàn) 第3章借力飛行 3 1N體問題 3 2引力影響球確定及圓錐曲線拼接 3 2 1引力相等影響球 3 2 2常用的影響球 3 2 3希爾球 3 2 4仿真數(shù)據(jù) 3 3借力飛行理論 3 3 1無推力的引力輔助技術(shù) 3 3 2有推力的引力輔助技術(shù) 3 4借力飛行軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 3 4 1使用Tisserand圖確定引力輔助序列 3 4 2使用PorkChop圖尋找粗略的引力輔助時(shí)間窗口 3 4 3使用SNOPT尋找精確的引力輔助時(shí)間窗口 3 5引力輔助技術(shù)的其他應(yīng)用 3 5 1共振軌道 3 5 2通過引力輔助改變軌道傾角 3 5 3通過引力輔助降低近地點(diǎn)距 3 5 4深空機(jī)動(dòng)技術(shù) 3 5 5仿真算例—地木轉(zhuǎn)移軌道 參考文獻(xiàn) 第4章行星際軌道修正 4 1常用坐標(biāo)系定義 4 1 1EME2000慣性坐標(biāo)系 4 1 2以火星為中心的非慣性坐標(biāo)系 4 1 3以火星為中心的慣性坐標(biāo)系 4 1 4慣性系、非慣性系和本體系之間的聯(lián)系 4 2Bplane概念 4 2 1期望打靶點(diǎn)的確定 4 2 2真實(shí)打靶點(diǎn)的確定 4 3打靶法 4 4從近地圓軌道出發(fā) 4 4 1最優(yōu)入軌條件及分析 4 4 2利用優(yōu)化的方法求解入軌問題 4 4 3仿真算例 4 5軌道修正機(jī)動(dòng)算例 4 6進(jìn)入目標(biāo)行星任務(wù)軌道 4 6 1坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換 4 6 2期望打靶點(diǎn)的確定 4 6 3仿真算例 參考文獻(xiàn) 第5章周期軌道與流形計(jì)算 5 1圓型限制性三體問題簡介 5 1 1動(dòng)力學(xué)方程 5 1 2平動(dòng)點(diǎn)及其穩(wěn)定性 5 1 3能量曲面與運(yùn)動(dòng)區(qū)域 5 2共線型平動(dòng)點(diǎn)附近的運(yùn)動(dòng) 5 2 1相對(duì)共線型平動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本方程 5 2 2共線型平動(dòng)點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)的線性化 5 2 3考慮高次項(xiàng)影響的共線型平動(dòng)點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng) 5 3LindstedtPoincaré方法 5 4Richardson三階近似解 5 5Halo軌道的計(jì)算 5 5 1微分修正法簡介 5 5 2Halo軌道近似初值的微分修正 5 6Lissajous軌道的計(jì)算 5 6 1三階近似解 5 6 2Lissajous軌道的微分修正 5 7平動(dòng)點(diǎn)附近流形計(jì)算方法 5 7 1相關(guān)概念和定理 5 7 2流形的計(jì)算 5 8流形的性質(zhì) 5 8 1共線型平動(dòng)點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)線性化 5 8 2線性化的相空間 5 8 3域R中的流 5 8 4非線性系統(tǒng)中的流及McGehee表示法 參考文獻(xiàn) 第6章流形拼接 6 1流形拼接法簡介 6 2四體問題的簡化模型 6 2 1同心圓模型 6 2 2雙圓模型 6 3日—地—月—航天器限制性四體系統(tǒng)模型分析 6 3 1地—月旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下航天器的動(dòng)力學(xué)方程 6 3 2日—地旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下航天器的動(dòng)力學(xué)方程 6 4坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 6 5二維流形拼接 6 6三維流形拼接 6 6 1龐加萊截面的選取 6 6 2周期軌道離散化 6 6 3龐加萊截面上的流形投影 6 6 4拼接點(diǎn)的選取 6 6 5仿真算例 參考文獻(xiàn) 第7章修正機(jī)動(dòng)及站位保持 7 1Halo軌道修正機(jī)動(dòng) 7 2軌道修正機(jī)動(dòng)算例 7 3TargetPoint方法與Floquet方法站位保持策略 7 3 1目標(biāo)點(diǎn)追蹤法 7 3 2Floquet模方法 7 3 3控制模型及仿真算例 參考文獻(xiàn) 第8章小推力低能轉(zhuǎn)移軌道 8 1直接法 8 1 1HermiteSimpson方法 8 1 2GaussLobatto方法 8 1 3偽譜方法 8 2HermiteSimpson方法最優(yōu)控制問題實(shí)例 8 2 1增加Jacobian和Hessian矩陣 8 2 2任意階的GaussLobatto方法 8 3求解二體小推力軌道轉(zhuǎn)移問題 8 3 1時(shí)間最優(yōu)和燃料最優(yōu)問題 8 3 2網(wǎng)格優(yōu)化方法 8 4求解三體小推力軌道轉(zhuǎn)移問題 8 4 1從GTO到L1的Halo軌道 8 4 2從GTO到L2的Halo軌道 參考文獻(xiàn) 第9章嫦娥任務(wù)的軌道設(shè)計(jì)與控制 9 1平動(dòng)點(diǎn)任務(wù)軌道設(shè)計(jì) 9 1 1約束條件 9 1 2初步軌道設(shè)計(jì) 9 1 3測控條件分析 9 2月球逃逸軌道控制 9 2 1數(shù)學(xué)模型 9 2 2控制策略 9 3平動(dòng)點(diǎn)任務(wù)中途修正控制 9 3 1數(shù)學(xué)模型 9 3 2控制策略 9 4Lissajous軌道維持 9 4 1控制時(shí)機(jī)分析 9 4 2測控實(shí)施方案 9 5小行星任務(wù)軌道設(shè)計(jì) 9 5 1小行星分布 9 5 2交會(huì)目標(biāo)選擇 9 5 3轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì) 9 5 4數(shù)值實(shí)例 9 5 5實(shí)際飛行任務(wù) 參考文獻(xiàn)