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內容簡介

　　本書系統(tǒng)地介紹了空間飛行器動力學及導航、制導與控制的基本理論，從牛頓力學原理出發(fā)，論述了多攝動源情況下的空間飛行器絕對軌道動力學方程和相對軌道動力學方程;介紹了地球引力攝動下的軌道幾何演化規(guī)律、攝動三體問題的暈軌道和紡錘線軌道特征，攝動軌道無奇異外推解析方法和動力學定軌理論，基于在軌姿態(tài)敏感器信息的自主導航理論和動力飛行時的慣性導航理論;論述了空間軌道轉移、軌道維持、交會對接和空間攔截等的*省燃料沖量軌道機動策略以及精確的有限推力軌道控制策略設計理論和方法;介紹了三維空間中月球探測和火星探測軌道機動任務規(guī)劃方法。本書融入了空間飛行器動力學及導航、制導與控制的新近國內外研究成果，可作為飛行器設計和相關專業(yè)高年級本科生和研究生的教材，也可作為相關專業(yè)工程技術人員的參考書。

作者簡介

　　高長生1978年生，工學博士，哈爾濱工業(yè)大學航天學院航空宇航學科教授、博士生導師。圍繞臨近空間飛行器、導彈攻防對抗體系、月球探測等航天任務背景，開展飛行動力學、跟蹤制導與控制問題研究。主持國家自然科學基金2項，國防基礎科研計劃重點項目1項，教育部博士點基金1項，參與航天單位合作課題等30余項。獲黑龍江省教學成果二等獎1項。發(fā)表學術論文40余篇、教學研究論文5篇，出版教材譯著共2部，申請發(fā)明專利4項。荊武興1965年生，河南鹿邑人，1986年本科畢業(yè)于河南師范大學數(shù)學系，分別于1989年、1994年在哈爾濱工業(yè)大學航天學院獲得工學碩士和工學博士學位。2000年留學于英國格拉斯哥大學航空宇航系。1994年、1999年在哈爾濱工業(yè)大學分別被評為副教授和教授，現(xiàn)任哈爾濱工業(yè)大學長聘教授，博士生導師，飛行動力學與控制學術團隊責任教授，航天工程系副主任，黑龍江省航天工程實驗教學示范中心主任，黑龍江省宇航學會理事長，黑龍江省天文學會理事長。主要從事飛行器自主導航、非線性制導以及動力學與控制耦合等方面的科研和教學工作。曾獲國防科學技術二等獎1項，原國家教委科技進步二等獎1項，黑龍江省教學成果二等獎1項，部級三等獎5項，主持國家自然科學基金3項，負責863計劃項目6項，參加國家基金重大、重點項目各1項。在《中國科學》《航空學報》《宇航學報》和AIAA Journal of GCD、Automatica等國內外學術期刊發(fā)表論文120余篇。已經培養(yǎng)畢業(yè)博士生20余人，碩士生50余人。承擔研究生學位課“空間飛行器導航制導與控制”、本科生必修課“飛行器設計綜合實驗”“飛行器系統(tǒng)仿真專題”等課程的教學與實踐工作。

圖書目錄

第 1 章天文學和地球物理學的基本概念1
1．1　宇宙、銀河系和太陽系　2
1．2　地球和月球　11
1．3　坐標系及其變換　15
1．4　相對運動　28
1．5　時間系統(tǒng)　33
第　2 章空間飛行器軌道動力學基礎39
2．1　牛頓力學定律　40
2．2　航天器軌道動力學的一般方程　43
2．3　二體問題及開普勒軌道　45
2．4　密切軌道要素表示的動力學方程　53
2．5　春分點軌道要素表示的動力學方程　59
2．6　四元數(shù)軌道要素表示的動力學方程　63
2．7　地球引力勢函數(shù)及非球形引力攝動下的軌道幾何形變　69
2．8　太陽引力攝動及若干典型軌道　78
第　3 章空間飛行器經典導航理論93
3．1　密切軌道六要素與飛行器位置、速度的關系　95
3．2　初始軌道的確定　98
3．3　基于高精度動力學模型的精確軌道確定　107
3．4　航天器實時導航　111
第　4 章空間飛行器自主導航理論132
4．1　基于 GPS 信息的航天器導航　133
4．2　基于自然天體信息的航天器自主導航　139
4．3　基于慣性測量單元的航天器自主導航　151
第　5 章空間飛行器軌道轉移沖量制導160
5．1　沖量制導的燃料消耗與推161
5．2　共面軌道轉移沖量最優(yōu)策略　163
5．3　異面軌道轉移沖量最優(yōu)策略　180
5．4　地月軌道轉移沖量策略　197
5．5　月地軌道轉移沖量策略　207
5．6　月球引力輔助軌道轉移的能量改變機理　213
5．7　行星際航行沖量策略　218
第　6 章相對運動軌道動力學與沖量交會制導236
6．1　相對運動軌道動力學方程　238
6．2　追蹤航天器相對目標航天器運動的幾何特征　243
6．3　遠程導引沖量策略　255
6．4　近程導引沖量策略　263
6．5　空間攔截沖量制導策略　272
第　7 章空間飛行器有限推力軌道控制283
7．1　有限推力軌道機動的動力學方程　284
7．2　有限推力最省燃料制導策略　286
7．3　推力方向慣性固定的制導策略　291
7．4　當?shù)赝屏ρ鼋蔷€性和推力偏角固定的制導策略　294
7．5　有限推力天基攔截制導策略　297
7．6　有限推力交會逼近制導策略　301
參考文獻312
名詞索引315