衛(wèi)星軌道姿態(tài)動力學(xué)與控制

內(nèi)容概要

　　本書以中低軌道遙感衛(wèi)星和靜止軌道通信衛(wèi)星為重點(diǎn)，系統(tǒng)地闡述衛(wèi)星軌道和姿態(tài)動力學(xué)的基本原理、軌道和姿態(tài)控制的設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)方法。主要內(nèi)容包括：衛(wèi)星軌道的基本特性、特殊軌道的設(shè)計(jì)，軌道攝動分析，入軌控制和軌道保持控制；衛(wèi)星姿態(tài)運(yùn)動特性，姿態(tài)確定，姿態(tài)穩(wěn)定和機(jī)動的控制方式。內(nèi)容豐富，文筆流暢，工程實(shí)用性強(qiáng)。?　　本書可作為有關(guān)高等理工科院校研究生的教材，也可供從事衛(wèi)星研制和衛(wèi)星應(yīng)用工作的研究人員和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 衛(wèi)星軌道的基本特性1.1 二體軌道特性1.1.1 衛(wèi)星軌道要素1.1.2 衛(wèi)星位置和速度公式1.1.3 衛(wèi)星軌道定軌公式1.2 星-地空間幾何1.2.1 星下點(diǎn)軌跡1.2.2 可見覆蓋區(qū)1.2.3 通信波束服務(wù)區(qū)1.2.4 遙感圖像幾何定位1.3 發(fā)射窗口1.3.1 發(fā)射三要素1.3.2 陽光窗口1.3.3 平面窗口1.4 太陽同步軌道1.5 臨界和凍結(jié)軌道1.6 回歸軌道1.7 靜止軌道1.8 星座軌道1.8.1 全球連續(xù)覆蓋衛(wèi)星群1.8.2 地球同步衛(wèi)星群第二章 衛(wèi)星軌道的攝動2.1 衛(wèi)星軌道攝動方程2.1.1 衛(wèi)星的球坐標(biāo)運(yùn)動方程2.1.2 衛(wèi)星軌道要素的攝動方程2.2 地球形狀攝動2.2.1 地球引力場的位函數(shù)2.2.2 近地軌道的地球形狀攝動2.2.3 靜止軌道的地球形狀攝動2.3 日、月攝動2.3.1 日、月天文常數(shù)2.3.2 日、月攝動引力2.3.3 軌道平面內(nèi)攝動2.3.4 軌道傾角攝動2.4 太陽光壓攝動2.5 大氣攝動第三章 衛(wèi)星軌道的控制3.1 軌道機(jī)動的基本關(guān)系3.1.1 單脈沖變軌3.1.2 雙脈沖--霍曼變軌3.1.3 雙脈沖--拱線變軌3.2 近地圓軌道的保持3.3 靜止衛(wèi)星的入軌控制3.3.1 上升段3.3.2 近地點(diǎn)射入3.3.3 遠(yuǎn)地點(diǎn)射入3.3.4 漂移控制3.3.5 定點(diǎn)置入3.4 靜止衛(wèi)星的入軌最優(yōu)化3.4.1 射入誤差的影響3.4.2 遠(yuǎn)地點(diǎn)射入的最優(yōu)偏置3.4.3 最優(yōu)遠(yuǎn)地點(diǎn)射入?yún)?shù)3.4.4 多次遠(yuǎn)地點(diǎn)射入3.5 靜止衛(wèi)星的位置保持3.5.1 靜止軌道的控制特性3.5.2 東西位置保持3.5.3 南北位置保持第四章 衛(wèi)星軌道的確定4.1 地面站測固4.2 初始軌道的確定4.2.1 單站定軌4.2.2 三站定軌4.3 軌道改進(jìn)4.4 自主定軌4.4.1 利用星敏感器的自主定軌4.4.2 利用導(dǎo)航星的自主定軌第五章 衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)5.1 參考坐標(biāo)系5.2 姿態(tài)的描述5.2.1 方向余弦式5.2.2 歐拉角式5.2.3 歐拉軸/角參數(shù)式5.2.4 歐拉四元素式5.3 姿態(tài)運(yùn)動學(xué)方程5.4 姿態(tài)動力學(xué)方程5.5 自旋衛(wèi)星姿態(tài)運(yùn)動特性5.5.1 軸對稱衛(wèi)星的自由運(yùn)動5.5.2 非軸對稱衛(wèi)星的自由運(yùn)動5.5.3 Poinsot運(yùn)動5.5.4 繞主軸旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性5.6 雙旋衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定性5.6.1 雙旋衛(wèi)星的章動特性5.6.2 能量耗散分析5.7 三軸穩(wěn)定衛(wèi)星姿態(tài)運(yùn)動特性5.7.1 三軸姿態(tài)的穩(wěn)定性5.7.2 動量衛(wèi)星姿態(tài)運(yùn)動特性5.7.3 動量控制原理5.8 空間力矩5.8.1 太陽光壓力矩5.8.2 重力梯度力矩5.8.3 地磁力矩5.8.4 氣動力矩第六章 衛(wèi)星姿態(tài)的確定6.1 自旋姿態(tài)的參考測量6.1.1 太陽方向的測量6.1.2 天底方向的測量6.1.3 陸標(biāo)和星光方向的測量6.2 自旋姿態(tài)的幾何確定6.2.1 雙矢量確定姿態(tài)的算法6.2.2 姿態(tài)確定的太陽地球方式6.2.3 雙矢量確定姿態(tài)的最優(yōu)估計(jì)6.2.4 姿態(tài)測量幾何的分析6.3 三軸姿態(tài)的參考測量6.3.1 天底方向的測量6.3.2 太陽方向的測量6.3.3 星光方向的測量6.3.4 地磁場方向的測量6.3.5 天線電信標(biāo)方向的測量6.3.6 慣性參考方向的測量6.4 三軸姿態(tài)的代數(shù)法確定6.4.1 雙矢量確定姿態(tài)及精度估計(jì)6.4.2 多矢量確定姿態(tài)6.5 姿態(tài)確定的狀態(tài)估計(jì)6.5.1 狀態(tài)估計(jì)法的應(yīng)用6.5.2 自旋姿態(tài)的估計(jì)6.5.3 含陀螺的三軸姿態(tài)估計(jì)6.5.4 無陀螺的三軸姿態(tài)估計(jì)第七章 動量衛(wèi)星的姿態(tài)控制7.1 自旋衛(wèi)星的被動章動阻尼7.1.1 阻尼作用7.1.2 擺式阻尼器7.1.3 液體阻尼器7.2 雙旋衛(wèi)星的主動章動阻尼7.2.1 平臺質(zhì)量特性的阻尼作用7.2.2 章動反饋的阻尼作用7.3 自旋衛(wèi)星的噴氣控制7.3.1 噴氣章動控制7.3.2 噴氣進(jìn)動控制7.4 動量輪衛(wèi)星的噴氣控制7.4.1 偏置外力矩控制7.4.2 偽速率噴氣控制7.4.3 雙脈沖噴氣控制7.4.4 極限環(huán)7.5 單自由度動量控制7.5.1 單自由度動量構(gòu)形7.5.2 俯仰控制7.5.3 滾動偏航控制7.5.4 非最小相位控制7.6 兩自由度動量控制7.6.1 雙輪動量控制7.6.2 雙框架動量控制7.7 失控和定向恢復(fù)7.7.1 衛(wèi)星的平旋運(yùn)動7.7.2 常值力矩法7.7.3 脈沖力矩法7.7.4 動量轉(zhuǎn)移法第八章 零動量衛(wèi)星的姿態(tài)控制8.1 重力梯度被動穩(wěn)定8.1.1 重力梯度衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定性8.1.2 天平動的捕獲8.1.3 天平動的阻尼8.2 全噴氣控制8.3 反作用輪動量控制8.3.1 反作用輪的控制模型8.3.2 三正交反作用輪系統(tǒng)8.3.3 四斜裝反作用輪系統(tǒng)8.4 力矩陀螺動量控制8.4.1 單框力矩陀螺群的構(gòu)形8.4.2 單框力矩陀螺群的構(gòu)形奇異8.4.3 單框力矩陀螺群的控制律8.5 姿態(tài)大角度機(jī)動控制第九章 撓性衛(wèi)星的姿態(tài)控制9.1 帶撓性附件的衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)9.1.1 系統(tǒng)動力學(xué)方程9.1.2 撓性位移簡化模型9.1.3 撓性附件模態(tài)分析9.1.4 混合坐標(biāo)動力學(xué)方程9.2 控制模型9.2.1 共位模型9.2.2 非共位模型9.3 控制回路設(shè)計(jì)分析9.3.1 比例微分控制8.3.2 模態(tài)溢出9.3.3 增益相位穩(wěn)定參考文獻(xiàn)

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