航天器轨道理论与应用

《航天器轨道理论与应用》作为航空宇航学科的本科生、研究生教材，系统、全面地介绍了航天器轨道理论和技术，希望能够为广大相关专业的师生提供帮助。

航天器的运行轨道直接决定了航天器的任务区域、观测几何以及时间和空间分辨率。《航天器轨道理论与应用》围绕航天器轨道，讨论了满足地面遥感、卫星通信、卫星导航等传统航天任务的绝对轨道设计方法，介绍了面向在轨服务等新型航天任务需求的相对轨道设计方法，力图向读者系统、全面地介绍航天器轨道理论和技术。
《航天器轨道理论与应用》可供航天器轨道设计的科研工作者参考，也可以作为航空宇航学科的研究生教材和本科生参考教材。

张雅声，博士，航天工程大学，研究员，博导。主要从事卫星星座设计与应用领域的教学和科研工作。获国家科技进步二等奖1项、军队科技进步一等奖3项、二等奖2项，出版专著2部、教材5部。

第1章空间与时间
1.1基本天文概念
1.1.1天球
1.1.2基本圈和点
1.1.3相对与绝对
1.2时间
1.2.1世界时
1.2.2历书时
1.2.3国际原子时
1.2.4相对论时间尺度
1.3空间坐标系
1.3.1地心坐标系
1.3.2星体坐标系
1.3.3坐标系的转换
第2章理想轨道
2.1二体问题
2.1.1二体问题的描述
2.1.2二体问题的求解
2.2轨道根数的转换
2.2.1航天器轨道的描述方式
2.2.2轨道根数与直角坐标之间的转换
2.2.3轨道根数与球坐标之间的转换
2.3星下点轨迹与地面覆盖
2.3.1星下点轨迹的定义
2.3.2星下点轨迹的求解
2.3.3地面覆盖
2.4卫星受晒分析
2.4.1受晒因子
2.4.2星下点光照
第3章真实轨道
3.1概述
3.1.1摄动的定义
3.1.2密切轨道
3.1.3绕地航天器的主要摄动
3.2摄动方程
3.2.1摄动方程的构建
3.2.2拉格朗日行星摄动方程
3.2.3高斯型摄动方程
3.3地球非球形摄动
3.3.1地球引力场的位函数
3.3.2勒让德函数的求解
3.3.3平均根数法
3.3.4摄动影响分析
3.4大气阻力摄动
3.4.1大气摄动方程
3.4.2大气密度模型
3.4.3静止大气的摄动影响分析
3.4.4旋转大气的摄动影响分析
3.5其他非中心引力体的引力摄动
3.5.1摄动方程
3.5.2日月位置估算
3.5.3摄动影响分析
3.6太阳光压摄动
3.6.1摄动方程
3.6.2摄动影响分析
第4章典型轨道设计
4.1回归轨道设计
4.1.1轨道周期的定义
4.1.2回归轨道设计
4.2地球静止轨道设计
4.2.1地球静止轨道的定义
4.2.2地球静止轨道的漂移与保持
4.2.3地球静止轨道的无奇点根数描述
4.3太阳同步轨道设计
4.3.1太阳同步轨道的定义
4.3.2太阳同步轨道的特性
4.4冻结轨道设计
4.4.1冻结轨道的定义
4.4.2闪电轨道的定义
第5章脉冲推力下的轨道机动
5.1轨道机动的含义
5.1.1轨道机动的目的
5.1.2轨道机动的约束条件
5.1.3轨道机动的分类
5.1.4脉冲推力的含义
5.2轨道调整
5.2.1轨道调整的基本方法
5.2.2轨道周期的调整
5.2.3轨道长半轴和偏心率的调整
5.2.4升交点赤经与轨道倾角的调整
5.3轨道改变
5.3.1共面轨道改变
5.3.2轨道面改变
5.3.3非共面轨道改变的一般情况
5.4轨道转移
5.4.1共面圆轨道的双冲量很优转移
5.4.2共面椭圆轨道的双冲量很优转移
5.4.3非共面圆轨道的双冲量转移
5.4.4地球静止轨道卫星的发射
5.5轨道拦截
5.5.1轨道拦截的概念
5.5.2最小能量轨道拦截
5.5.3固定时间轨道拦截
第6章相对运动轨道
6.1相对运动方程的建立与求解
6.1.1基于动力学方程的相对运动分析
6.1.2基于运动学方程的相对运动分析
6.2航天器编队轨道设计
6.2.1基于动力学的编队构型设计
6.2.2基于运动学的编队构型设计
6.2.3仿真算例
6.3螺旋巡游轨道设计
6.3.1基于动力学的巡游轨道设计
6.3.2基于运动学的巡游轨道设计
6.3.3仿真算例
第7章三体问题
7.1圆型性三体问题
7.1.1坐标系定义
7.1.2运动方程
7.1.3雅可比积分
7.2拉格朗日点
7.2.1拉格朗日点的求解
7.2.2晕轨道
7.2.3拉格朗日点的应用
7.3引力作用球
7.3.1引力相等法确定的引力作用球
7.3.2摄动力相等法确定的引力作用球
第8章月球探测轨道
8.1坐标系定义
8.1.1地心坐标系
8.1.2月心坐标系
8.2月球的运动
8.2.1月球的形状与引力场
8.2.2月球的质心运动
8.2.3月球自转
8.3月球探测轨道设计
8.3.1月球探测轨道的分段
8.3.2月球探测轨道设计约束条件
8.3.3地月转移轨道设计
8.3.4环月轨道设计
第9章空间特殊轨道
9.1空间特殊轨道的概念
9.2典型的空间特殊轨道
9.2.1悬停轨道
9.2.2基于穿越点的多目标交会轨道
9.2.3快速响应轨道
9.2.4极地驻留轨道
9.3空间轨道技术的发展
参考文献