空間環(huán)境建模與可視化仿真技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《空間環(huán)境建模與可視化仿真技術(shù)》適用于從事航天技術(shù)研究的專業(yè)人員和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的科技人員，也可作為高等院校航空宇航科學與技術(shù)、空間科學、系統(tǒng)建模與仿真等學科的研究生教材，同時可供從事空間環(huán)境和建模仿真領(lǐng)域研究工作的技術(shù)人員參考。
　　航天器飛行所處的空間環(huán)境，不僅對航天器平臺及其載荷的工作效能有重要影響，也會影響到整個空間信息系統(tǒng)的信息獲取、傳輸和處理等環(huán)節(jié)，最終影響航天任務(wù)的有效實施。復雜多變的空間環(huán)境造成了物理實驗與驗證的困難，而通過可視化仿真模擬來推演其物理機理則可成為一種有效的實驗手段?！犊臻g環(huán)境建模與可視化仿真技術(shù)》遵循理論與實踐相結(jié)合的原則，采用理論分析與仿真實驗相結(jié)合的方法，系統(tǒng)闡述了空間環(huán)境仿真的相關(guān)理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用。全書共12章，主要介紹了空間環(huán)境及其建模仿真理論，空間環(huán)境數(shù)值建模與仿真，空間環(huán)境三維建模與可視化仿真和基于HLA的分布式空間環(huán)境仿真應(yīng)用。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 引言
1.2 空間及空間環(huán)境
1.2.1 高層中性大氣
1.2.2 電離層等離子體
1.2.3 地球磁場
1.2.4 地球輻射帶
1.2.5 空間碎片與微流星體
1.2.6 空間環(huán)境研究現(xiàn)狀與趨勢
1.3 分布式交互仿真
1.3.1 分布式交互仿真發(fā)展歷程
1.3.2 分布式交互仿真發(fā)展趨勢
1.4 航天可視化仿真
1.4.1 科學計算可視化
1.4.2 可視化仿真技術(shù)
1.4.3 航天可視化仿真技術(shù)
1.5 空間環(huán)境可視化仿真
第2章 空間環(huán)境探測
2.1 引言
2.2 空間環(huán)境探測
2.3 高層中性大氣探測
2.4 電離層等離子體探測
2.5 地磁場探測
2.6 地球輻射帶探測
2.7 空間碎片和微流星體探測
2.7.1 空間碎片的分類
2.7.2 空間碎片的地基觀測
2.7.3 空間碎片的天基觀測
第3章 空間環(huán)境仿真相關(guān)理論基礎(chǔ)
3.1 引言
3.2 數(shù)字地球與數(shù)字空間
3.2.1 數(shù)字地球
3.2.2 數(shù)字空間
3.3 空間環(huán)境信息系統(tǒng)
3.3.1 相關(guān)研究回顧
3.3.2 多維動態(tài)空間環(huán)境模型
3.3.3 空間環(huán)境信息系統(tǒng)的概念
3.3.4 空間環(huán)境信息系統(tǒng)的研究對象
3.3.5 基于CIS的空間環(huán)境信息系統(tǒng)分析
3.4 空間環(huán)境信息的時空語義
3.4.1 空間坐標系
3.4.2 時間基準系統(tǒng)
3.5 空間環(huán)境數(shù)據(jù)庫
3.5.1 靜態(tài)空間自然環(huán)境數(shù)據(jù)庫
3.5.2 日地天體活動指數(shù)數(shù)據(jù)庫
3.5.3 空間目標數(shù)據(jù)庫
3.5.4 空間自然環(huán)境及其效應(yīng)模型數(shù)據(jù)庫
第4章 空間自然環(huán)境模型與數(shù)值計算
4.1 太陽位置的解析法描述
4.1.1 太陽在慣性空間的坐標計算模型
4.1.2 太陽黃經(jīng)計算模型
4.2 恒星位置與絕對星等的計算
4.3 空間自然環(huán)境分布模式
4.4 高層中性大氣數(shù)值計算
4.4.1 MSIS2000模式
4.4.2 MET模式
4.4.3 HWM93模式
4.4.4 CIRA86模式
4.5 電離層等離子體數(shù)值計算
4.5.1 IRI2007模式
4.5.2 Chiu模式
4.6 地球基本磁場數(shù)值計算
4.6.1 IGRF模式
4.6.2 IGRF2010計算模式
4.7 地球輻射帶數(shù)值計算
4.7.1 AE8和AP8模式
4.7.2 地球輻射帶計算模型
4.7.3 由經(jīng)緯度計算磁坐標
……
第5章 空間碎片環(huán)境模型與數(shù)值計算
第6章 航天器軌道數(shù)值計算
第7章 空間環(huán)境效應(yīng)與數(shù)值仿真
第8章 空間環(huán)境數(shù)據(jù)場的幾何建模
第9章 空間環(huán)境三維可視化引擎
第10章 空間環(huán)境可視化仿真
第11章 空間目標及其軌道可視化仿真
第12章 基于HLA的空間環(huán)境仿真
附錄A 空間環(huán)境模式接口定義
附錄B 空間環(huán)境數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計
附錄C 空間環(huán)境仿真成果
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   由于LEO衛(wèi)星地面視野小，且相對于地球表面運動快，因此LEO不太適于如通信之類的任務(wù)。但是，如果LEO網(wǎng)絡(luò)包含足夠多的衛(wèi)星，可以看到地球所有區(qū)域，并且能中繼星間信號，那么這個LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)就能提供連續(xù)的全球覆蓋。如果網(wǎng)絡(luò)中包括極地軌道或近極地軌道，那么網(wǎng)絡(luò)還能覆蓋地球靜止衛(wèi)星不能覆蓋的極地地區(qū)和高緯度地區(qū)。此外，由于衛(wèi)星處于低軌道，信息往返傳輸時間相對較短（從地面到衛(wèi)星往返需要0.005s），不需要回波控制或其他特殊處理（當通過多顆衛(wèi)星中繼地球上遠距離之間的信號時，傳輸時間主要是由與地球的距離決定，而與衛(wèi)星的高度關(guān)系不大：地球上距離20000km之間傳輸時間需要至少需要0.067s）。另外，如果有些衛(wèi)星工作在高傾斜軌道，則高緯度的觀察者就能以高仰角看到衛(wèi)星，減少了建筑物和其他物體對信號的干擾。為了適于個人通信系統(tǒng)，構(gòu)建的LEO軌道網(wǎng)絡(luò)需要很多顆衛(wèi)星。由于觀察者可見衛(wèi)星的過境時間約為10min而衛(wèi)星軌道周期約90min，所以需要9顆衛(wèi)星才能提供地球地面軌跡單重連續(xù)覆蓋（軌道高度500km的覆蓋寬度約3000km）。如果覆蓋范圍更寬，就需要更多顆衛(wèi)星。 6.1.2地球中軌道 地球中軌道（MEO）的軌道高度為1000km～20000km，運行在此軌道上的航天器每1.7h～11.8h可繞地球一周，一般需要10顆—15顆運行在此軌道上的衛(wèi)星才能覆蓋全球。位于該類軌道的航天器不受大氣阻力的干擾，適于執(zhí)行長期任務(wù)。但由于距離地面較遠，觀測分辨率有所降低。一般來說，位于該類軌道的航天器較適于完成普查型偵察、資源探測和導航定位等作戰(zhàn)任務(wù)。典型的地球中軌道是半同步軌道，軌道周期為12h，高度約20000km。美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的Glonass導航衛(wèi)星等全球?qū)Ш筋愋l(wèi)星都采用這種軌道。導航系統(tǒng)要求任一時刻用戶視線范圍內(nèi)必須至少有4顆衛(wèi)星，而連續(xù)通信系統(tǒng)只需要l顆衛(wèi)星。因此，導航系統(tǒng)在相同高度需要比通信系統(tǒng)部署更多顆衛(wèi)星：GPS和Glonass（部署完畢時）都使用24顆衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星位于傾角55。的6個軌道平面內(nèi)；Glonass設(shè)計采用傾角65°的3個軌道平面。 6.1.3地球高軌道 地球高軌道（High Earth Orbit，HEO）的軌道高度在20000km以上，運行在此軌道上的航天器的運行周期一般在12h以上，實現(xiàn)全球覆蓋只需要3顆或4顆衛(wèi)星。位于該類軌道的航天器，不受大氣阻力的干擾，適于執(zhí)行長期任務(wù)。 典型的地球高軌道是Molniya軌道（又稱大橢圓軌道），周期為12h，傾角為63.4°。

編輯推薦

《空間環(huán)境建模與可視化仿真技術(shù)》適用于從事航天技術(shù)研究的專業(yè)人員和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的科技人員，也可作為高等院校航空宇航科學與技術(shù)、空間科學、系統(tǒng)建模與仿真等學科的研究生教材，同時可供從事空間環(huán)境和建模仿真領(lǐng)域研究工作的技術(shù)人員參考。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    空間環(huán)境建模與可視化仿真技術(shù) PDF格式下載

---