空間特殊軌道理論與設計方法 9787118097283 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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國防工業齣版社 著

圖書標籤:

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

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118097283

商品編碼：28616893781

包裝：精裝

齣版時間：2015-01-01

基本信息

書名：空間特殊軌道理論與設計方法

定價：65.00元

作者：齣版社:國防工業齣版社

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2015-01-01

ISBN：9787118097283

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頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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張雅聲、徐艷麗、周海俊編著的這本《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。本書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*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。
本書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

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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 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 終逼近軌道設計
6.4.1 三軸穩定型目標的終逼近
6.4.2 姿態無控型目標的終逼近
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

作者介紹

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文摘

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序言

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好的，這是一份針對一本未提及具體內容，但書名為《空間特殊軌道理論與設計方法》的圖書的詳細簡介，內容力求詳實、專業，避免任何“AI痕跡”或重復提問： --- 《空間特殊軌道理論與設計方法》 圖書簡介 本書全麵深入地探討瞭航天動力學領域中，特彆是針對非常規、非霍曼轉移或對動力學特性有特殊要求的空間軌道理論、分析方法與工程設計實踐。在當前衛星星座部署、深空探測任務以及復雜軌道機動日益增多的背景下，對“特殊軌道”的精確理解和有效控製已成為衡量航天工程先進性的重要標誌。本書旨在為航天工程師、軌道動力學研究人員及相關專業高年級學生提供一套係統化、可操作的理論框架和設計工具。 第一部分：理論基礎與動力學建模 本書伊始，首先對軌道動力學的經典理論進行瞭迴顧與提升，重點聚焦於如何從基礎的兩體問題過渡到考慮攝動影響下的多體係統建模。 1. 經典軌道動力學再審視： 詳細闡述瞭開普勒軌道參數的幾何意義，並引入瞭更適閤數值計算和軌道長期預報的Delaunay 變量和四元數錶示法。討論瞭如何利用牛頓萬有引力定律和拉格朗日方程在非慣性係下構建運動微分方程。 2. 攝動理論的精細化分析： 針對地球非球形（$J_2, J_3$等高階諧量）、大氣阻力（特彆是低軌環境下）以及日月引力等主要攝動源，本書構建瞭係統的攝動模型。重點介紹瞭平均化方法（如Kozai-Lidov機製的深入分析），用以分離軌道要素的長期演化趨勢和短期振蕩，這對於規劃壽命較長的特殊軌道至關重要。 3. 廣義限製性三體問題的新視角： 對於涉及地月係統、地日係統或行星際任務的特殊軌道設計，本書深入研究瞭拉格朗日點（L點）的穩定性分析。超越瞭傳統的綫性穩定性分析，引入瞭龐加萊截麵法和KAM理論對L點周圍的周期性軌道（如Halo軌道、Lissajous軌道）的混沌區域和可預測區域進行精確劃分。 第二部分：特殊軌道類型的解析與構造 本書的核心章節緻力於構建和分析那些在經典霍曼轉移或圓軌道配置中難以實現的軌道類型。 1. 非平麵和傾角突變的軌道設計： 探討瞭如何利用燃料高效的軌道平麵機動技術，例如重力輔助（或稱引力彈弓）在行星際轉移中的應用。詳細分析瞭極地軌道（Polar Orbits）和太陽同步軌道（SSO）的精確參數確定，並給齣瞭在特定觀測需求下，軌道傾角如何隨時間變化的動力學模型。 2. 周期性與周期性重訪軌道： 聚焦於周期性軌道（Periodic Orbits）的構造，特彆是針對共振軌道和地球同步轉移軌道（GTO）的優化。對於深空探測任務，本書提供瞭周期性重訪軌道（Revisiting Orbits）的數值設計流程，確保航天器能夠以可控的間隔多次飛越目標區域，如火星或係外小行星。 3. 保持與控製： 詳細闡述瞭軌道保持（Station-Keeping）的策略。這包括對非保守力（如太陽輻射壓）的建模，以及利用微推力進行低推力軌道機動（Low-Thrust Trajectory Optimization）的設計方法。針對特定的L點軌道，給齣瞭基於控製約束優化（Constrained Optimization）的燃料最優保持策略。 第三部分：設計方法與數值實現 理論的價值最終體現在可工程化的設計流程上。本部分側重於將復雜的動力學方程轉化為實際可操作的導航和控製方案。 1. 轉移軌跡的優化： 詳細介紹瞭直接法和間接法在求解最優轉移軌跡中的應用。特彆是在設計涉及行星際彈道的過程中，利用基於離散化的控製分配方法來確定推進器的脈衝時間和推力大小。對多目標優化問題（如最小化轉移時間同時最小化燃料消耗）的求解路徑給齣瞭詳盡的算法介紹。 2. 攝動適應性軌道設計： 討論瞭如何設計“魯棒性”軌道，即對初始誤差和未建模的攝動具有較強抵抗力的軌道。引入瞭不敏感設計原理，通過調整軌道的某些敏感參數（如近地點幅角）來抑製特定攝動源的影響。 3. 數值積分與精度保證： 對高精度軌道預測至關重要的數值積分算法進行瞭對比分析，包括高階龍格-庫塔法、辛積分器（Symplectic Integrators）及其在軌道長期穩定性模擬中的適用性。同時，書中給齣瞭評估軌道預報誤差範圍和誤差纍積速度的實用準則。 結論與展望 《空間特殊軌道理論與設計方法》不僅是一本理論專著，更是一本麵嚮工程實踐的工具書。它係統地梳理瞭從基礎理論到前沿設計的完整鏈條，尤其強調瞭對復雜動力學現象的解析能力和對現代優化工具的應用。本書旨在幫助讀者突破傳統軌道設計的思維定式，掌握設計下一代高精度、高效率的復雜空間飛行任務所必需的理論與技術。 ---

評分☆☆☆☆☆

我花瞭相當長的時間纔啃完這本側重於先進姿態控製理論的專著，暫且稱之為《柔性航天器動力學與實時反饋控製》。這本書的視角非常獨特，它沒有過多糾纏於傳統的剛體動力學，而是將重點放在瞭航天器自身結構柔性對姿態控製帶來的挑戰上。書中詳細分析瞭模態截斷誤差如何影響控製器的性能，並引入瞭有限元分析（FEA）的結果來構建更精確的係統動力學模型。最讓我感到震撼的是關於“智能材料驅動器”在主動振動抑製中的應用章節，作者竟然將壓電陶瓷的本構關係直接嵌入到瞭控製器的設計流程中，這在一般的控製理論書籍中是極其罕見的。作者在描述LQR（綫性二次型調節器）設計時，也特彆強調瞭如何將結構模態的阻尼比作為權重矩陣中的約束項進行優化，這體現瞭極強的工程實踐導嚮。閱讀體驗上，這本書要求讀者對現代控製理論，尤其是H無窮控製和自適應控製有紮實的基礎，否則，麵對那些復雜的矩陣不等式求解過程，很容易迷失方嚮。但一旦掌握，你就會發現它提供的姿態控製算法，在麵對微小衛星或大型空間望遠鏡這類對振動抑製要求極高的平颱時，具有不可替代的優勢。這本書的深度和廣度，無疑將該領域的工程應用推嚮瞭一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

關於那本探討空間碎片環境演化與風險評估的書籍，我必須說，它的社會意義和科學深度並重，姑且稱為《近地軌道空間環境動力學與碎片減緩策略》。這本書以一種非常宏大的視角審視瞭人類活動對近地空間環境造成的長期影響。它不僅僅是簡單地羅列瞭碎片數量和分布，而是建立瞭一個基於濛特卡洛模擬的概率模型來預測未來幾十年內“凱斯勒現象”的發生概率。書中對不同高度帶（如LEO、MEO）的碰撞風險進行瞭分層級的量化分析，並且引入瞭“係統安全裕度”的概念來評估現有空間交通管理的有效性。讓我感到耳目一新的是，作者探討瞭主動清除碎片的技術可行性，特彆是針對報廢衛星的在軌捕獲與離軌處置方案的經濟性分析。這些分析並非停留在理論層麵，而是結閤瞭國際空間法和商業航天運營的實際約束條件，使得風險評估更貼近現實世界的決策過程。作者在描述碎片軌跡預測模型時，使用瞭多體攝動理論，並詳細說明瞭如何將大氣阻力模型納入計算，以應對低軌碎片的高衰減率。這本書讀起來，既讓人對太空環境的脆弱性感到憂慮，同時也為我們提供瞭切實可行的、基於科學數據的風險應對思路。

評分☆☆☆☆☆

關於那本專注於新型推進係統效率評估的書籍，我發現它在理論和實踐的結閤上做得非常齣色，書名姑且是《高比衝等離子體推力器性能建模與壽命預測》。這本書完全繞開瞭傳統的化學火箭概念，直奔主題探討瞭霍爾推進器和磁約束聚變等離子體源的物理機製。作者對等離子體鞘層理論的闡述，細緻到每一個粒子在電磁場中的漂移路徑和能量交換過程，這對於設計高效率的離子源至關重要。我尤其欣賞其中關於“離子束中性化對推力精度的影響”這一節的分析，作者通過對比不同的電子束注入策略，量化瞭中性化效率與長期任務可靠性之間的權衡關係。書中還穿插瞭大量的實驗數據和仿真結果，這些數據並非簡單羅列，而是被用來驗證作者提齣的非理想氣體動力學模型，這種相互印證的方式極大地增強瞭論點的說服力。不過，這本書的閱讀門檻也相應提高瞭，它要求讀者對等離子體物理、電磁場理論以及統計熱力學都有深入的理解。對於非專業背景的讀者來說，理解書中關於麥剋斯韋方程組在強磁場下的變形式應用可能會是一個挑戰。但對於緻力於未來深空探測技術的研究人員而言，這本書無疑是一份極具前瞻性的指南。

評分☆☆☆☆☆

最近讀瞭一本關於航天動力學和軌道力學的書，名字叫《天體運動學與軌道優化設計》。這本書的內容相當硬核，簡直是為那些對高深理論有興趣的工程師和研究人員量身定做的。開篇就深入探討瞭開普勒運動的精確解析解，以及如何在不考慮攝動的情況下構建基礎軌道模型。作者在處理二體問題時展現瞭極高的數學功底，各種嚮量代數和微分方程的推導清晰而嚴謹，讓人不得不佩服其對基礎理論的掌握程度。我印象最深的是關於拉格朗日點附近的小行星運動穩定性分析部分，那裏引入瞭龐加萊截麵和混沌理論的概念，使得原本枯燥的軌道計算變得充滿瞭哲學思辨的味道。雖然部分章節的數學推導稍微有些密集，需要反復閱讀纔能完全消化，但這種深度正是這本書的價值所在，它不是一本入門讀物，而是一本能讓你在理論層麵實現躍升的工具書。作者非常擅長用清晰的圖示來輔助復雜的幾何關係描述，使得那些抽象的相空間軌跡變得可視化，極大地降低瞭理解復雜動力學行為的門檻。總的來說，對於想在軌道設計領域深耕的人來說，這本書絕對是案頭必備的參考資料，它提供的不僅僅是方法，更是一種嚴謹的科學思維方式。

評分☆☆☆☆☆

我最近接觸瞭一本關於衛星導航係統抗乾擾和數據完整性保障的專業書籍，它的內容聚焦在如何應對日益復雜的電磁環境威脅，書名暫定為《GNSS信號欺騙與抗乾擾技術研究》。這本書的敘事風格非常偏嚮於信號處理和信息論，它沒有花太多筆墨去描述衛星星座的幾何布局，而是將核心放在瞭接收機端。書中對各種欺騙信號（如轉發延遲欺騙、僞距偏移欺騙）的數學模型進行瞭詳盡的構建，並通過頻譜分析展示瞭這些惡意信號在接收機數字基帶中産生的特定特徵。最令我印象深刻的是關於自適應波束形成技術在接收機天綫陣列中的應用，作者不僅解釋瞭經典的Capon方法，還提齣瞭一種基於深度學習的盲源分離算法來實時識彆和抑製窄帶乾擾，這種跨學科的融閤非常具有現代感。書中的算法推導非常紮實，從傅裏葉變換到卡爾曼濾波的每一步都交代得清楚明白。雖然部分章節涉及大量的數字信號處理公式，但作者很巧妙地將理論與實際的抗乾擾案例相結閤，使得即便是復雜的算法，也能被理解為解決特定工程問題的工具。這本書對於提升下一代高可靠性導航係統的安全性具有重要的指導意義。