航天器应用轨道力学

章太阳系、坐标与时间系统1 1.1太阳系1 1.2坐标系4 1.2.1地心惯性坐标系4 1.2.2地心固连坐标系7 1.2.3地平坐标系8 1.3时间系统10 1.3.1恒星时10 1.3.2平太阳时10 1.3.3历书时和力学时12 1.3.4国际原子时13 1.3.5协调时13 参考文献15 附录关于时间的更详细的资料（仅供参考）16 第2章二体问题27 2.1开普勒三定律28 2.2二体问题的运动方程28 2.2.1椭圆轨道33 2.2.2双曲线轨道39 第3章卫星轨道摄动44 3.1概述44 3.2摄动方程45 3.2.1拉格朗日行星摄动方程45 3.2.2高斯型摄动方程48 3.3正则方程和正则变换49 3.4基于李级数的摄动方法54 3.4.1基于李级数的正则变换55 3.4.2摄动方程的解法56 3.5地球引力场非中心力项的摄动60 3.6大气阻力摄动73 参考文献78 第4章常用的地球卫星轨道79 4.1概述79 4.2地球同步轨道79 4.3临界倾角轨道81 4.4近地遥感卫星的轨道82 4.4.1近地遥感卫星的几种特殊轨道82 4.4.2回归轨道的轨迹漂移与保持87 参考文献90 附录太阳同步回归轨道的长期演变与控制91 第5章轨道机动102 5.1概述102 5.2霍曼转移102 5.3轨道控制的动力学方程106 5.4近圆轨道控制的分析方法110 5.4.1轨道动力学方程及简化111 5.4.2平面内机动的工程应用114 附录卫星轨道保持的一类控制模型119 第6章定轨、预报和精度分析127 6.1卫星的地面观测与跟踪127 6.1.1观测几何127 6.1.2卫星星下点轨迹128 6.2轨道与太阳的关系130 6.2.1阳光与轨道面的夹角130 6.2.2太阳高度角131 6.2.3地影时间131 6.3定轨134 6.4预报136 6.5定轨和预报精度的协方差分析法138 附录A一种高精度的卫星星历模型140 附录B田谐调和项摄动的系数149 附录C矩阵A的元素156 附录D地球及太阳引力加速度158 第7章相对运动与编队飞行160 7.1概述160 7.2相对运动的Hill方程及其解160 7.3基于轨道摄动解的研究方法163 7.4卫星编队飞行168 7.4.1同轨迹飞行168 7.4.2同轨道面内飞行169 7.4.3椭圆轨迹的编队飞行169 7.4.4摄动引起的队形演变及控制170 第8章轨道覆盖与星座设计172 8.1概述172 8.2轨道覆盖分析173 8.3全球覆盖176 8.3.1全球覆盖的*小星座177 8.3.2两类典型的星座178 8.4星座卫星数的一个近似估计式185 8.5GPS 的导航精度分析188 参考文献192 第9章月球和行星际探测的转移轨道193 9.1概述193 9.2N体问题的运动方程193 9.3地月转移轨道的建模195 9.4问题的解法197 9.5火星探测器飞行路径204 9.5.1探测器在太阳引力场中的飞行轨道204 9.5.2探测器在地球引力场中的飞行轨道206 9.5.3在火星引力场中的轨道207 参考文献208 附录关于*小欧几里得范数的解209 0章三体问题和拉格朗日点轨道210 10.1三体问题210 10.2天平动点210 10.3圆限制性三体问题211 10.3.1假设211 10.3.2几何关系211 10.3.3运动方程212 10.4天平动点的位置213 10.5在天平动点邻域内的运动214 10.6天平动点轨道215 10.6.1近似的周期解215 10.6.2状态转移矩阵216 10.6.3微分修正217