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第1章 交会运动基础理论 1

1.1 绝对运动 1

1.1.1 二体问题 1

1.1.2 轨道根数与位置和速度 4

1.1.3 摄动运动方程 6

1.1.4 主要轨道摄动 11

1.1.5 连续常值推力机动 15

1.2 相对运动 23

1.2.1 Hill微分方程 23

1.2.2 Hill方程分析解 25

1.2.3 N次推力机动模式 31

1.3 两点边界值问题 37

1.3.1 绝对运动Lambert问题 37

1.3.2 相对运动Lambert问题 53

1.4 四元数与姿态运动 57

1.4.1 四元数 57

1.4.2 姿态运动 61

1.5 小结 62

参考文献 63

第2章 远程导引段 64

2.1 远程导引段概述 64

2.1.1 初始轨道 64

2.1.2 调相轨道 64

2.1.3 过渡轨道 64

2.1.4 轨道机动 65

2.1.5 飞行时间与调相角 65

2.2 轨道修正方法 65

2.2.1 轨道倾角与升交点赤经的修正 65

2.2.2 轨道半长轴的改变 67

2.2.3 半长轴与偏心率及近地点幅角的联合修正 69

2.2.4 轨道面内与面外的联合修正 71

2.3 调相机动策略 71

2.3.1 调相原理与约束条件 71

2.3.2 调相轨道选择 72

2.4 导航转换过渡段设计 76

2.4.1 过渡段设计条件与要求 76

2.4.2 过渡段终点位置 77

2.4.3 过渡段起点位置 79

2.4.4 模拟算例 82

2.5 小结 84

参考文献 84

第3章 近程导引段 85

3.1 寻的段转移 85

3.1.1 切向冲量机动 86

3.1.2 切向连续推力机动 88

3.1.3 切向N次推力机动 89

3.2 V-bar保持点转移 90

3.2.1 保持点转移机动策略 90

3.2.2 径向推力机动 92

3.2.3 双向推力机动 102

3.3 接近段绕飞转移 107

3.3.1 -V-bar至＋V-bar的绕飞转移 108

3.3.2 V-bar至R-bar的绕飞转移 111

3.3.3 V-bar至H-bar的绕飞转移 114

3.4 近程导引段轨迹控制 116

3.4.1 控制方法 117

3.4.2 控制阶段 118

3.4.3 控制算法 120

3.4.4 模拟算例 123

3.5 小结 127

参考文献 128

第4章 最终逼近段 129

4.1 标称轨迹制导机动 129

4.1.1 制导加速度 129

4.1.2 逼近速度 130

4.1.3 制导机动算例 131

4.2 轨迹安全模式 133

4.2.1 被动安全模式 133

4.2.2 主动安全模式 135

4.2.3 安全模式算例 137

4.3 应急后撤机动 142

4.3.1 应急后撤策略 143

4.3.2 后撤轨迹设计 143

4.3.3 后撤机动模拟算例 147

4.4 相对状态测定 151

4.4.1 相对状态测定原理 151

4.4.2 相对状态方程基本形式 152

4.4.3 相对状态求解算法 155

4.4.4 相对状态确定精度分析 161

4.4.5 相对状态确定模拟算例 162

4.5 相对状态估计 168

4.5.1 相对状态估计原理 168

4.5.2 相对姿态估计 172

4.5.3 相对位移估计 176

4.6 相对状态控制 180

4.6.1 相对状态控制原理 180

4.6.2 相对姿态控制 181

4.6.3 相对位移控制 188

4.6.4 人工控制技术 200

4.7 小结 202

参考文献 203

第5章 联接与分离转移 205

5.1 航天器联接系统 205

5.1.1 联接系统任务与组成 205

5.1.2 对接机构设计要求 206

5.1.3 对接机构类别 207

5.1.4 联接系统组件 208

5.1.5 典型的联接系统 213

5.1.6 对接技术发展趋势 220

5.2 对接系统动力学 220

5.2.1 坐标系定义 221

5.2.2 基本运动方程 222

5.2.3 空间矢量方程 223

5.2.4 接触力与力矩 227

5.2.5 接触动力学简化分析 228

5.3 停靠系统动力学 233

5.3.1 动力学模型与坐标系统 233

5.3.2 扩展位置矢量与速度矢量 234

5.3.3 无接触冲击的动力学方程 236

5.3.4 接触冲击作用下的动力学方程与控制 238

5.4 对接后的分离与轨道转移 241

5.4.1 解锁与脱开 241

5.4.2 分离机动 241

5.4.3 轨道转移 242

5.5 小结 242

参考文献 243

第6章 飞行程序与发射时间 245

6.1 目标航天器轨道选择与轨道机动 245

6.1.1 目标航天器飞行概述 245

6.1.2 回归轨道设计方法 245

6.1.3 目标航天器预备段轨道机动 246

6.1.4 目标航天器交会段飞行 249

6.2 追踪航天器飞行程序设计 252

6.2.1 交会飞行程序设计方法 252

6.2.2 飞行时间与调相角 253

6.2.3 航天器交会模拟算例 255

6.3 发射时间的选择与确定 261

6.3.1 追踪航天器发射时间 261

6.3.2 目标航天器预备段飞行时间 263

6.3.3 发射时间的最终确定 264

6.3.4 发射时间选择与确定算例 265

6.4 小结 272

参考文献 273