航天器系统仿真技术

《航天器系统仿真技术》基于SpaceSim软件系统介绍航天器系统仿真建模理论、软件及模块设计与场景应用。《航天器系统仿真技术》共6章，主要包括绪论、SpaceSim软件概述、空间环境模型、航天器轨道动力学与控制、航天器姿态动力学与控制、运载火箭及导弹仿真。《航天器系统仿真技术》程序及算例可从网上下载，以便于读者深人理解航天器系统仿真建模理论，并应用软件解决实际工程问题。

前言
第一章 绪论 1
1.1航天器系统仿真技术概述 1
1.2典型航天器系统仿真软件介绍 2
1.2.1 STK 2
1.2.2 GMAT 5
1.2.3 Orbit Determination Toolbox 6
1.2.4 OpenRocket 6
1.2.5 SpaceEngine 6
1.2.6 Satellite Constellation Visualization 7
1.2.7 ASTOS 7
1.2.8 Spacecraft Orbit Calculation Tool 8
1.2.9 SpaceSim 8
1.2.10 小结 8
1.3 航天器仿真技术的发展 9
1.3.1 航天器轨道建模及仿真技术 9
1.3.2 航天器姿态建模及仿真技术 11
1.3.3 运载火箭与导弹建模及仿真技术 12
第二章 SpaceSim软件概述 14
2.1 SpaceSim软件功能与特性 14
2.2 SpaceSim软件模块组成 15
2.2.1 空间环境模型 15
2.2.2 航天器姿态动力学与控制 16
2.2.3 航天器轨道动力学与控制 17
2.2.4 航天器通信特性仿真 17
2.2.5 航天器遥感特性仿真 19
2.2.6 航天器导航特性仿真 20
2.2.7 运载火箭与导弹仿真模型 20
2.2.8 目标及数字地图模型 21
2.3 软件界面与操作 22
2.3.1 软件主界面 22
2.3.2 软件主要操作 24
第三章 空间环境模型 36
3.1 时间与坐标系系统 36
3.1.1 时间系统 36
3.1.2 坐标系系统 38
3.1.3 坐标系转换 40
3.2 空间环境建模 43
3.2.1 太阳对近地空间的影响 44
3.2.2 近地空间环境分析 45
3.2.3 空间大气模型 54
3.2.4 地球辐射带模型 55
3.2.5 地磁场模型 56
3.2.6 空间碎片模型 57
3.3 空间环境仿真 59
3.3.1 仿真设置与功能 59
3.3.2 空间环境模型选择 66
3.3.3 空间环境仿真实例 71
第四章 航天器轨道动力学与控制 79
4.1 卫星轨道动力学模型 79
4.1.1 理想轨道动力学模型 79
4.1.2 SGP4轨道动力学模型 80
4.1.3 高精度轨道动力学模型 81
4.2 轨道计算 90
4.2.1 轨道根数与运动参数互算 90
4.2.2 轨道方程求解 93
4.3 轨道动力学仿真示例 97
4.3.1 卫星仿真操作流程 97
4.3.2 卫星轨道动力学仿真实例 102
4.4 卫星变轨策略与控制 109
4.4.1 冲量制导的燃料消耗和发动机工作时间 109
4.4.2 航天器轨道转移冲量制导策略 109
4.4.3 有限推力变轨策略 115
4.5 轨道机动仿真示例 118
4.5.1 卫星轨道变轨推力器仿真 118
4.5.2 霍曼变轨仿真 120
4.5.3 兰伯特变轨仿真 129
4.5.4 相位调整仿真 136
4.5.5 双椭圆变轨仿真 141
4.5.6 异面轨道转移仿真 146
第五章 航天器姿态动力学骑制 153
5.1 刚体卫星姿态动力学模型 153
5.2 柔性航天器姿态动力学模型 154
5.2.1 航天器系统平动运动方程 155
5.2.2 航天器系统转动运动方程 157
5.3 航天器姿态控制系统设计 160
5.3.1 俯仰姿态的控制器设计与仿真 161
5.3.2 滚动偏航耦合通道的控制器设计与仿真 163
5.4 姿态动力学仿真示例 165
5.4.1 卫星姿态仿真操作流程 165
5.4.2 卫星姿态控制仿真 166
5.4.3 卫星姿态动力学与控制仿真实例 173
第六章 运载火箭及导弹仿真 183
6.1 火箭与导弹的运动学与动力学 183
6.1.1 气动力和气动力矩 183
6.1.2 阻尼力矩的计算 184
6.2 火箭与导弹的制导与控制 184
6.2.1 火箭发动机推力 184
6.2.2 控制力和力矩 185
6.2.3 弹道导弹的运动方程组 185
6.3 火箭与导弹的弹道设计 194
6.3.1 弹道设计原理 194
6.3.2 弹道设计的主要参数 195
6.3.3 弹道设计模型 196
6.3.4 弹道的计算方法 202
6.4 导弹与火箭任务设计 204
6.4.1 导弹弹道仿真设计 204
6.4.2 导弹防御拦截任务设计 205
6.4.3 火箭运载任务设计 207
6.4.4 导弹与火箭相关例题 209
6.5 导弹与火箭仿真实例 211
6.5.1 战略导弹弹道仿真 211
6.5.2 快速交会及制导仿真 216
6.5.3 火箭运载能力及入轨过程仿真 218
参考文献 223