空間特殊軌道理論與設計方法 [Theory and Design Method of Spccial Space Orbit] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張雅聲，徐艷麗，周海俊 著

圖書標籤:

• 空間軌道
• 軌道力學
• 軌道設計
• 航天工程
• 空間動力學
• 軌道控製
• 衛星軌道
• 特殊軌道
• 軌道優化
• 航天器

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118097283

版次：1

商品編碼：11609204

包裝：精裝

外文名稱：Theory and Design Method of Spccial Space Orbit

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：201

正文語種：中文

內容簡介

　　《空間特殊軌道理論與設計方法》是航天器軌道與控製領域的一本專著，重點圍繞空間特殊軌道的設計方法展開論述。隨著空間任務不斷拓展，傳統的軌道理論和設計方法已經無法滿足要求。《空間特殊軌道理論與設計方法》在總結當前空間活動趨勢的基礎上，給齣瞭空間特殊軌道的概念及其應用；重點闡述瞭懸停軌道、螺鏇巡遊軌道、基於穿越點的多目標交會軌道以及主動接近軌道的理論與設計方法；跟蹤國外最新研究成果，介紹瞭快速響應軌道、極地駐留軌道的理論與設計方法。
　　《空間特殊軌道理論與設計方法》可作為相關科研院所的科研人員、相關院校的研究生以及從事航天器總體的研究人員的參考書。

目錄

第1章 典型軌道概述
1.1 迴歸軌道
1.1.1 迴歸軌道的定義
1.1.2 不同的軌道周期
1.1.3 地球靜止軌道及其應用
1.2 太陽同步軌道
1.2.1 太陽同步軌道的定義
1.2.2 太陽同步軌道的特點
1.2.3 太陽同步迴歸軌道及其應用
1.3 凍結軌道
1.3.1 凍結軌道的定義
1.3.2 閃電軌道及其應用
1.4 逗留軌道
1.4.1 逗留軌道的定義
1.4.2 逗留軌道的應用
1.5 小結

第2章 空間特殊軌道的概念及其應用
2.1 空間特殊軌道的概念
2.1.1 軌道設計理念的差異
2.1.2 軌道控製與軌道設計相耦閤
2.1.3 滿足特殊的空間應用需求
2.2 空間特殊軌道的分類
2.2.1 懸停軌道
2.2.2 巡遊軌道
2.2.3 多目標交會軌道
2.2.4 主動接近軌道
2.2.5 快速響應軌道
2.2.6 極地駐留軌道
2.3 空間特殊軌道的描述
2.3.1 軌道根數
2.3.2 無奇點根數
2.3.3 直角坐標分量
2.4 小結

第3章 懸停軌道理論與設計方法
3.1 懸停軌道的概念
3.2 定點懸停軌道設計
3.2.1 動力學模型
3.2.2 開環控製方式
3.2.3 閉環控製方式
3.3 區域懸停軌道設計
3.3.1 受限區域構型分析
3.3.2 區域懸停軌道控製
3.3.3 單次脈衝區域懸停軌道
3.3.4 多脈衝區域懸停軌道
3.4 偏置地球靜止軌道設計
3.4.1 偏離軌道平麵的偏置軌道
3.4.2 軌道平麵內的偏置軌道
3.4.3 軌道偏置能量分析
3.5 小結

第4章 螺鏇巡遊軌道理論與設計方法
4.1 螺鏇巡遊軌道的概念
4.2 相對運動模型精度分析
4.2.1 精確相對運動動力學方程
4.2.2 相對運動動力學方程的簡化
4.2.3 相對運動動力學模型精度分析
4.2.4 巡遊航天器相對運動動力學模型分析
4.3 遍曆巡遊軌道設計
4.3.1 基於Hill方程的設計方法
4.3.2 基於E/I矢量法的設計方法
4.3.3 設計約束
4.3.4 仿真分析
4.4 往返巡遊軌道設計
4.4.1 設計方法
4.4.2 乏計約束
4.4.3 仿真分析
4.5 丁控巡遊軌道設計
4..5.1 螺鏇環設計
4.5.2 進入走廊設計
4.5.3 單次脈衝控製策略
4.5.4 快速巡遊控製策略
4.6 小結

第5章 基於穿越點的多目標交會軌道理論與設計方法
5.1 多目標軌道交會問題描述
5.2 穿越點的概念及其確定方法
5.2.1 穿越點的概念
5.2.2 穿越點的確定方法
5.3 基於穿越點的軌道交會策略
5.3.1 基於穿越點的設計思想
5.3.2 交會軌道設計策略
5.3.3 軌道交會控製方法
5.4 非共麵同構多目標交會軌道設計方法
5.5 非共麵異構多目標交會軌道設計方法
5.5.1 設計步驟
5.5.2 交會軌道設計方法
5.5.3 穿越點點集確定方法
5.5.4 交會彈道設計方法
5.6 仿真分析與方法修正
5.6.1 基於穿越點的軌道交會仿真
5.6.2 基於穿越點的軌道交會方法修正
5.7 小結

第6章 主動接近軌道理論與設計方法
6.1 主動接近軌道的概念
6.2 接近軌道設計
6.2.1 調相軌道
6.2.2 丘距離接近軌道
6.3 相對位姿動力學模型
6.3.1 相對姿態動力學模型
6.3.2 相對位置動力學模型
6.4 最終逼近軌道設計
6.4.1 三軸穩定型目標的最終逼近
6.4.2 姿態無控型目標的最終逼近
6.4.3 仿真實現
6.5 小結

第7章 快速響應軌道理論與設計方法
7.1 快速響應軌道的概念
7.2 圓形快速繞飛軌道
7.2.1 圓形快速繞飛軌道設計
7.2.2 目標禁區的定義
7.2.3 安全性分析
7.3 快速進人空間軌道
7.3.1 低軌快速進入軌道設計
7.3.2 Cobra軌道設計
7.4 小結

第8章 極地駐留軌道理論與設計方法
8.1 極地駐留軌道的概念
8.2 極地駐留軌道設計方法
8.2.1 圓型限製性三體問題下的動力學模型
8.2.2 駐留距離固定時極地駐留軌道設計
8.2.3 駐留距離不固定時極地駐留軌道設計
8.3 極地駐留軌道優化設計
8.4 小結
附錄 利用Matlab軟件優化設計交會軌道
參考文獻

前言/序言

《現代空間動力學概論：軌道設計與控製前沿》 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的現代空間動力學視角，重點聚焦於先進的軌道設計理論和實際應用方法。內容涵蓋瞭從經典軌道力學基礎到前沿的軌道設計技術，旨在為從事航天器軌道設計、任務規劃、飛行控製以及相關研究的工程師、科學傢和學生提供一套係統性的知識框架和實用的工具。 核心內容概述： 第一部分：空間動力學基礎迴顧與拓展 引言：空間動力學的演進與挑戰 追溯空間動力學學科的發展曆程，從早期天體力學對軌道預測的貢獻，到現代航天任務對復雜軌道機動和高精度控製的需求。探討當前空間動力學麵臨的關鍵挑戰，如多體動力學效應、非保守力擾動（如大氣阻力、太陽光壓）、軌道退化與穩定性分析等。 中心天體與二體問題：精確描述與近似解 詳細闡述中心天體模型下二體問題的解析解，包括開普勒軌道參數（半長軸、偏心率、軌道傾角、升交點赤經、近地點輻角、真近點角）的定義與相互轉換。在此基礎上，引入攝動理論，分析地心引力異常、月球與太陽引力、大氣阻力、太陽光壓等對軌道演化的影響，並介紹多種攝動方程（如拉格朗日方程、漢密爾頓方程）及其數值求解方法。 三體與多體問題：復雜環境下的軌道動力學 深入探討在存在兩個或多個引力源（如地-月-日係統）下的三體問題，重點分析其非綫性特徵和混沌現象。介紹限製性三體問題（LTP）的經典解，如拉格朗日點（L1-L5）的穩定性及其在航天任務中的應用潛力。拓展至一般多體問題，探討其在深空探測、軌道編隊和大型空間結構動力學分析中的重要性。 非牛頓引力理論與相對論效應：高精度軌道建模 探討超齣經典牛頓萬有引力範疇的引力模型，如地球的非球形引力勢模型（諧係數展開）、非球形天體（如行星、小行星）的引力場建模。介紹廣義相對論對高精度軌道力學的影響，特彆是在近距離觀測（如水星軌道進動）或高精度導航中的必要性。 第二部分：先進軌道設計方法與技術 周期軌道與特殊軌道：幾何特性與穩定性分析 詳細介紹各類周期軌道，包括地球靜止軌道（GEO）、地球同步軌道（GSO）、極軌軌道、傾斜同步軌道等，並分析其軌道參數、覆蓋特性和應用場景。重點介紹低功耗、低燃料消耗的特殊軌道類型，如地平軌道（Heliocentric Equatorial Orbit）、太陽同步軌道（SSO）及其在遙感、氣象、導航等領域的優勢。深入分析這些軌道的穩定性，包括長期穩定性、綫性穩定性及混沌區域的識彆。 轉移軌道設計：高效與精密的機動策略 係統介紹不同類型的轉移軌道，如霍曼轉移（Hohmann Transfer）、雙橢圓轉移（Bieiliptic Transfer）以及它們在改變軌道高度、傾角和偏心率中的應用。闡述優化轉移軌道設計的原則，包括最小化燃料消耗、最小化轉移時間、以及避開特定區域（如輻射帶、空間碎片密集區）的策略。引入高維空間中的最優控製理論，探討通過數學優化方法設計更高效、更靈活的轉移軌道。 交會與對接軌道設計：精確定位與相對運動控製 詳細闡述航天器在軌交會與對接過程中所需的軌道設計技術。分析目標航天器與交會航天器之間的相對軌道動力學，包括相對距離、相對速度和相對姿態的控製。介紹交會過程中的軌道控製策略，如推進劑優化、低推力機動、以及利用自然攝動進行被動交會的技術。 編隊飛行軌道設計：協同運動與分布式任務 探討多航天器編隊飛行中的軌道設計原理。分析編隊保持、編隊重構和編隊協同任務所需的軌道協調策略。介紹基於相對軌道動力學和相對軌道控製的編隊技術，以及如何設計使編隊航天器在特定相對位置和速度下保持穩定運動的軌道。 第三部分：軌道控製與任務規劃 軌道維持與軌道保持控製 詳細講解在各種攝動作用下，如何通過軌道維持和軌道保持控製來確保航天器在預定軌道上運行。介紹常用軌道控製策略，包括脈衝推力控製、連續推力控製（如低推力推進器）以及基於模型預測控製（MPC）的智能控製方法。 變軌控製與軌道機動 闡述執行各種軌道機動（如軌道升高、軌道降低、軌道傾角變更、軌道平麵變更）所需的控製方法和燃料消耗計算。分析不同推力水平、不同推進劑類型對軌道機動性能的影響。 任務規劃中的軌道設計集成 將軌道設計方法與實際航天任務規劃相結閤。介紹如何根據任務目標（如地球觀測、科學探測、通信覆蓋、空間站服務）來選擇和優化軌道。探討任務時間窗口、軌道覆蓋度、通信可行性、能量約束等因素在軌道設計中的綜閤考量。 軌道碰撞風險與空間碎片規避 探討空間碎片對軌道安全的威脅，以及在軌道設計和任務規劃中如何評估和規避軌道碰撞風險。介紹空間碎片監測、碰撞預警以及航天器軌道規避機動策略。 本書特色： 理論與實踐並重： 在提供紮實的理論基礎的同時，注重介紹實際應用中的設計方法和工程考量。 係統性與前沿性結閤： 涵蓋瞭經典軌道力學的核心內容，並深入探討瞭當前研究的前沿方嚮。 數學工具的應用： 強調數學模型和數值計算在軌道分析與設計中的重要作用，並介紹相關的計算工具和軟件。 清晰的邏輯結構： 內容組織嚴謹，從基礎到高級，層層遞進，便於讀者理解和學習。 本書適閤作為高等院校空間科學、航空航天工程、物理學等專業的研究生教材，也可作為從事相關領域科研和工程技術的專業人士的參考書。通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解空間動力學的奧秘，掌握先進的軌道設計與控製技術，為未來的航天事業貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我對宇宙充滿好奇，特彆是對於那些在太空中運行的航天器，它們如何能夠在真空和失重的環境中保持穩定運行，並按照預設的軌跡飛行，這讓我感到無比著迷。《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，恰好觸及瞭我心中的疑問。我設想，書中將會詳細闡述各種軌道理論，特彆是那些不那麼“尋常”的“特殊軌道”。我想知道，這些特殊軌道是如何産生的？它們在設計過程中又需要考慮哪些獨特的因素？例如，是否是為瞭實現更高效的通信覆蓋，或是為瞭進行更精密的科學觀測，又或是為瞭規避某些潛在的風險，例如太空垃圾的碰撞？這本書會不會深入講解這些軌道的設計方法，包括所需的數學計算、物理模型以及工程實現上的挑戰？我渴望通過閱讀這本書，能夠更深入地理解航天器如何在宇宙的宏大尺度上，被精確地引導和控製，從而更好地認識人類在探索宇宙道路上的智慧與成就。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對航天技術有著濃厚興趣的愛好者，我常常在想，那些在太空中執行任務的航天器，它們是如何做到在茫茫宇宙中不迷失方嚮，精確地執行指令的？《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，一下子就抓住瞭我的注意力。我腦海裏閃過的，是那些復雜的數學公式和物理定律，它們是如何被轉化為能夠實際應用的軌道設計方案的？我尤其對“特殊軌道”這個概念感到好奇。我們知道一些常見的軌道，比如近地軌道、地球同步軌道等等，但“特殊”二字，究竟意味著什麼？是不是指那些為瞭滿足特定任務需求而設計的、不那麼“常規”的軌道？比如，那些需要在特定區域進行長時間停留的觀測衛星，或者為瞭規避某些不利因素（如輻射、太空垃圾）而精心規劃的路徑？這本書會不會詳細地解析這些特殊軌道的形成機理，以及在設計過程中需要考慮的關鍵因素？我想，這不僅僅是理論的探討，更包含瞭實際的設計方法，這對於想要瞭解航天器如何精確工作的我來說，具有極大的吸引力。這本書，或許能為我揭開宇宙中那些看不見的“航綫”的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

在浩瀚的星辰大海中穿梭，想象著那些人類探索宇宙的奇跡，總讓我心潮澎湃。我一直對太空的奧秘充滿好奇，尤其是那些承載著我們未來希望的衛星和探測器，它們是如何在失重的環境中精準地沿著預設的軌道運行的？《空間特殊軌道理論與設計方法》這本書，顧名思義，似乎就觸及瞭這個核心的科學難題。我手捧這本書，腦海中浮現的是那些在地麵上無數個不眠之夜，科學傢們是如何通過嚴謹的計算、精妙的設計，將那些冰冷的金屬軀殼送入遙遠的宇宙，並讓它們在既定的“高速公路”上穩定運行的。書中提到的“特殊軌道”，更是勾起瞭我的興趣。我們知道，地球周圍存在著同步軌道、極地軌道等，但“特殊”二字，預示著這本書將帶領我們進入一個更加廣闊、更加復雜，也更加富有挑戰性的軌道設計領域。是否是那些為瞭規避太空垃圾、優化觀測區域，或是為瞭實現特定任務而設計的非傳統軌道？是否涉及到更加高深的數學模型和物理原理？我迫不及待地想深入其中，去理解那些將想象變為現實的智慧結晶。這本書不僅僅是關於軌道，更是關於人類對宇宙的理解和徵服的決心。

評分☆☆☆☆☆

我一直對太空探索充滿瞭熱情，尤其是那些在宇宙中默默工作的航天器，它們是如何被送入軌道，並穩定運行的，這讓我感到無比神奇。《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，立刻吸引瞭我的目光。我腦海中浮現的是那些復雜的計算公式和精密的工程設計。書中提到的“特殊軌道”，更是讓我充滿瞭遐想。我們知道地球周圍有許多不同類型的軌道，但“特殊”二字，是否意味著這本書將探討那些為瞭滿足特定科學研究或工程任務而設計的、不那麼普遍的軌道？例如，那些需要長時間駐留，或者需要進行特殊觀測的軌道？這本書會不會深入講解這些特殊軌道的理論基礎，以及在設計和計算過程中所需要考慮的各種復雜因素？我希望通過這本書，能夠更深入地理解航天器在太空中是如何被精確控製和引導的，從而更加敬佩人類在航天領域的智慧和努力。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些在宇宙中靜默運行的航天器充滿瞭敬畏，它們就像是人類在遙遠星球上的眼睛和觸角。《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，仿佛為我打開瞭一扇通往這些秘密世界的大門。我腦海中勾勒齣的畫麵，是無數的星圖、復雜的計算圖錶，以及那些在地球上日夜不休的工程師和科學傢們。書中的“特殊軌道”四個字，更是讓我充滿瞭遐想。我們所熟知的軌道，如地球同步軌道、極地軌道，都是相對規律和常見的。那麼，“特殊軌道”究竟指的是什麼？是為瞭實現更高效的通訊，還是為瞭更精密的科學探測？是否涉及到那些需要長時間觀測同一區域、或是需要跨越巨大距離的探測任務？這本書會不會深入淺齣地講解這些特殊軌道的生成原理，以及在設計過程中需要剋服的技術難題？我期待著，這本書能用清晰的語言和詳實的案例，帶領我理解那些超越常規的軌道設計理念，讓我更深入地體會人類智慧在探索宇宙中所扮演的關鍵角色。

評分☆☆☆☆☆

每當仰望星空，我都會被那些在黑暗中閃爍的微光所吸引，尤其是那些由人類發射到太空中的人造天體。《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，就像一顆閃耀的星辰，吸引著我前進的目光。我想象著，這本書會帶領我穿越層層迷霧，去揭示航天器如何在宇宙的浩瀚中，按照人類的意願，沿著一條條看不見的軌跡，精準地運行。尤其是“特殊軌道”這個詞，它似乎暗示著一種超越常規的智慧和設計。地球周圍並非隻有我們熟知的那些軌道，肯定存在著一些為瞭滿足特定任務需求而量身定製的、更加復雜和精妙的軌道。這本書是否會深入探討這些特殊軌道的數學模型和物理基礎？它是否會詳細講解在設計和計算這些軌道時所麵臨的挑戰，以及如何通過創新的方法來解決它們？我期待著，這本書能夠用清晰、嚴謹但又不失趣味的方式，為我揭示那些在太空中默默奉獻的航天器背後的科學原理，讓我對宇宙的探索有更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

每一次抬頭看見夜空中劃過的流星，我都會聯想到那些在太空中運行的衛星和探測器，它們就像是人類在宇宙中的信使。《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，直接觸及瞭我對這些航天器運行軌跡的好奇心。我特彆對“特殊軌道”這一說法感到 intrigued。我們知道一些常見的軌道，比如近地軌道、太陽同步軌道等，但“特殊”是否意味著這本書會探討那些為瞭滿足特殊任務需求而設計的、非同尋常的軌道？例如，為瞭進行長時間的地球觀測，或者為瞭實現更高效的通信覆蓋，又或者為瞭規避特定的太空環境影響而設計的軌道？我希望這本書能為我解析這些特殊軌道的形成機製，以及在設計過程中所需的數學模型和工程考量。我期待著，這本書能夠帶領我深入理解，人類是如何在浩瀚的宇宙中，通過精密的計算和巧妙的設計，為這些重要的航天器規劃齣最適宜的運行路徑，從而更好地認識和探索宇宙。

評分☆☆☆☆☆

在無數個仰望星空的夜晚，我總是會思考，那些在遙遠的太空執行任務的航天器，它們是如何能夠精確地沿著預設的路徑飛行，而不是迷失在無垠的宇宙中？《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，恰好點燃瞭我內心深處的求知欲。《空間特殊軌道》這個概念，尤其讓我感到好奇。我們對地球同步軌道、極地軌道等比較熟悉的軌道類型有所瞭解，但“特殊”二字，是否意味著這本書將帶我們探索那些為瞭滿足特定科學研究、軍事偵察或者商業用途而設計的、更加復雜和精妙的軌道？是否涉及瞭那些需要長時間駐留、或者需要精確控製運行周期的軌道？我期待著，這本書能夠詳細闡述這些特殊軌道的理論依據，並提供切實可行的設計方法，讓我能夠理解人類是如何通過精密的計算和巧妙的設計，在宇宙的舞颱上書寫航天器運動的壯麗篇章。

評分☆☆☆☆☆

我對太空的嚮往，不僅僅停留在遙遠的星辰，更在於那些載著人類夢想飛嚮宇宙的航天器。《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，就像一個神秘的符號，吸引著我想要去探尋其背後的奧秘。我腦海中勾勒齣的，是無數的計算圖錶和嚴謹的科學公式，它們共同構建瞭一個關於太空運行的宏大圖景。書中的“特殊軌道”概念，更是激發瞭我強烈的好奇心。我們熟知的一些軌道，如地球靜止軌道，是相對規律的。但“特殊”二字，是否意味著存在著一些為瞭滿足特定任務需求而量身定製的、更具挑戰性和創造性的軌道？比如，那些需要長時間停留、進行精準觀測，或是為瞭規避某些不利因素而設計的軌道？這本書是否會深入講解這些特殊軌道的理論模型，以及在設計和實現過程中需要剋服的工程難題？我非常期待通過閱讀這本書，能夠更全麵地理解航天器在宇宙中運行的科學原理，以及人類在太空探索領域所付齣的努力和智慧。

評分☆☆☆☆☆

自從我對宇宙産生興趣以來，我就一直思考著一個問題：那些在太空中運行的衛星和探測器，它們是如何在茫茫的宇宙中找到自己的位置，並沿著精確的路徑前進的？《空間特殊軌道理論與設計方法》這個書名，就像一把鑰匙，似乎能夠為我解開這個謎團。《空間特殊軌道》這一概念，更是激起瞭我強烈的好奇心。我們知道一些常規的軌道，但“特殊”二字，究竟意味著什麼？是不是指那些為瞭滿足特定任務需求而設計的、非同尋常的軌道？比如，那些需要長時間停留、進行精準觀測的任務，或者為瞭規避某些 unfavourable conditions而設計的軌道？這本書是否會深入探討這些特殊軌道的理論基礎，以及在設計過程中需要考慮的關鍵因素？我期待著，這本書能夠用詳實的內容，為我展示科學傢和工程師們是如何運用智慧和知識，在浩瀚的宇宙中為這些航天器規劃齣一條條精密的“航綫”，讓它們能夠安全、高效地完成任務。