航天器相對運動軌道動力學
航天器相對運動軌道動力學
《航天器相對運動軌道動力學》系統地研究了相對運動的概念和應用、航天器相對運動的動力學方法、航天器相對運動的運動學方法、非線性相對運動的四元數方法、相對軌道的逆向設計方法、基於相對軌道要素的衛星編隊、基於參照軌道要素的衛星編隊、多臂空間機器人相對運動。星座構型及巡遊運動、航天器遠程協同交會、航天器懸停/懸浮軌道動力學等。
《航天器相對運動軌道動力學》內容豐富，可供從事航天器相對運動研究的科研工作者和高等院校相關專業師生參考和借鑒。
第1章相對運動的概念和應用
1.1相對運動的哲學範疇
1.2相對運動的表達和研究方法
1.3相對運動的分類和應用
1.3.1多級相對運動
1.3.2攔截、交會及其逆過程
1.3.3并行相對運動——分散式衛星系統
1.3.4串列相對運動——多關節機械臂
1.3.5複雜相對運動
1.4相對運動的案例
1.4.1變長度2級數學擺——物理現象之例
1.4.2深度撞擊——遠程攔截交會之例
1.4.3軌道快車——精準交會對接之例
參考文獻
第2章航天器相對運動的動力學方法
2.1相對運動坐標系的描述與定義
2.1.1地心赤道慣性坐標系
2.1.2目標航天器軌道坐標系
2.1.3目標航天器曲線坐標系
2.1.4球坐標系
2.2相對運動的動力學建模方法
2.2.1牛頓動力學方法
2.2.2拉格朗日動力學方法
2.2.3哈密頓動力學方法
2.2.4複合運動動力學方法
2.3相對運動的動力學模型
2.3.1相對於圓參考軌道的動力學模型
2.3.2相對於小偏心率橢圓參考軌道的相對運動模型
2.3.3相對於較大偏心率的橢圓參考軌道的相對運動模型
2.3.4考慮J2項攝動的精確相對運動方程
2.4各種相對運動模型的適用性分析
2.4.1航天器相對運動適用模型的選取
2.4.2航天器相對運動模型的主要影響因素
參考文獻
第3章航天器相對運動的運動學方法
3.1概述
3.2基於平均軌道要素的相對運動描述方法
3.2.1平均軌道要素的描述方法
3.2.2相對運動坐標系定義
3.2.3相對運動狀態轉移矩陣
3.2.4基於平均軌道要素的相對運動狀態轉移矩陣
3.2.5平均軌道要素的計算
3.3基於相對軌道要素的相對運動描述方法
3.3.1引言
3.3.2參考坐標系
3.3.3相對軌道要素
3.3.4相對運動描述
3.4基於參照軌道要素的相對運動描述方法
3.4.1參照軌道要素描述的相對運動
3.4.2主星為圓軌道時的相對運動
參考文獻
第4章非線性相對運動的四元數方法
4.1二次型變換與四元數的運動學特性
4.1.1二次型變換
4.1.2四元數的姿態解算運用
4.2二次型變換與四元數的動力學特性
4.2.1二次型變換與四元數的動力學問題應用
4.2.2二次型變換與四元數解動力學問題的案例
4.2.3K—S變換與四元數的統一性研究
4.3四元數—軌道角動量—徑距變化率模型
4.3.1“四元數一軌道角動量一徑距變化率”要素與經典
軌道要素的等價性
4.3.2“四元數—軌道角動量—徑距變化率”動力學模型
4.3.3“四元數—軌道角動量—徑距變化率”動力學
模型的優越性評估
4.4基於對偶四元數的航天器姿軌耦合動力學與控制
4.4.1對偶四元數代數
4.4.2基於對偶四元數的航天器軌/姿運動學建模
4.4.3基於對偶四元數的軌/姿一體化剛體動力學建模
4.4.4對偶四元數解姿軌耦合問題的案例
參考文獻
第5章相對軌道的逆向設計方法
5.1概述
5.2基於對數螺旋線的軌道設計
5.2.1基於形狀的軌道設計方法
5.2.2對數螺旋線的基本性質
5.2.3採用對數螺旋線進行軌道設計的可行性分析
5.2.4基於圓初始軌道的軌道設計
5.2.5基於橢圓初始軌道的軌道設計
5.3基於福布斯螺旋線的軌道設計
5.3.1福布斯曲線及其局限性
5.3.2軌道高度隨時間變化為線性的福布斯螺旋線
5.3.3軌道高度隨時間變化為多項式的福布斯螺旋線
5.3.4軌道高度隨時間變化為雙曲正切形式的福布斯螺旋線
5.3.5假設軌道高度隨時間變化為正/餘弦形式
5.4基於指數正弦曲線的軌道設計
5.4.1指數正弦曲線的基本性質
5.4.2基於周期性指數正弦曲線的軌道設計
5.4.3基於非周期性指數正弦曲線的軌道設計
參考文獻
第6章基於相對軌道要素的衛星編隊
6.1概述
6.2相對軌道幾何性質
6.2.1相對軌道要素
6.2.2相對軌道幾何特性
6.2.3相對軌道要素和經典軌道要素的比較
6.2.4小結
6.3編隊飛行的J2攝動影響
6.3.1J2攝動對主從星軌道根數差的影響
6.3.2 J2攝動相對軌道構型的定量分析
6.3.3相對運動最小J2攝動條件
6.3.4隊形保持的脈衝控制
6.3.5小結
6.4隊形設計與隊形品質分析
6.4.1基於相對軌道要素的隊形設計
6.4.2編隊隊形的攝動影響
6.4.3三維編隊隊形設計
6.4.4小結
參考文獻
……
第7章基於參照軌道要素的衛星編隊
第8章多臂空間機器人相對運動
第9章星座構型及巡遊運動
第10章航天器遠程協同交會
第11章航天器懸停/懸浮軌道動力學
附錄博士學位論文參考目錄
基本信息
- 頁數
- 561頁
- 開本
- 32
- 作者
- 袁建平 李俊峰
- 出版日期
- 2013年3月1日
- 語種
- 簡體中文