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第1章 典型轨道概述 1

1.1 回归轨道 1

1.1.1 回归轨道的定义 1

1.1.2 不同的轨道周期 2

1.1.3 地球静止轨道及其应用 3

1.2 太阳同步轨道 5

1.2.1 太阳同步轨道的定义 5

1.2.2 太阳同步轨道的特点 6

1.2.3 太阳同步回归轨道及其应用 8

1.3 冻结轨道 8

1.3.1 冻结轨道的定义 8

1.3.2 闪电轨道及其应用 10

1.4 逗留轨道 11

1.4.1 逗留轨道的定义 11

1.4.2 逗留轨道的应用 12

1.5 小结 14

第2章 空间特殊轨道的概念及其应用 15

2.1 空间特殊轨道的概念 15

2.1.1 轨道设计理念的差异 15

2.1.2 轨道控制与轨道设计相耦合 17

2.1.3 满足特殊的空间应用需求 18

2.2 空间特殊轨道的分类 20

2.2.1 悬停轨道 20

2.2.2 巡游轨道 21

2.2.3 多目标交会轨道 23

2.2.4 主动接近轨道 23

2.2.5 快速响应轨道 25

2.2.6 极地驻留轨道 25

2.3 空间特殊轨道的描述 26

2.3.1 轨道根数 26

2.3.2 无奇点根数 27

2.3.3 直角坐标分量 27

2.4 小结 28

第3章 悬停轨道理论与设计方法 29

3.1 悬停轨道的概念 29

3.2 定点悬停轨道设计 30

3.2.1 动力学模型 30

3.2.2 开环控制方式 37

3.2.3 闭环控制方式 41

3.3 区域悬停轨道设计 44

3.3.1 受限区域构型分析 45

3.3.2 区域悬停轨道控制 50

3.3.3 单次脉冲区域悬停轨道 61

3.3.4 多脉冲区域悬停轨道 67

3.4 偏置地球静止轨道设计 68

3.4.1 偏离轨道平面的偏置轨道 70

3.4.2 轨道平面内的偏置轨道 71

3.4.3 轨道偏置能量分析 72

3.5 小结 73

第4章 螺旋巡游轨道理论与设计方法 74

4.1 螺旋巡游轨道的概念 74

4.2 相对运动模型精度分析 76

4.2.1 精确相对运动动力学方程 76

4.2.2 相对运动动力学方程的简化 78

4.2.3 相对运动动力学模型精度分析 80

4.2.4 巡游航天器相对运动动力学模型分析 81

4.3 遍历巡游轨道设计 85

4.3.1 基于Hill方程的设计方法 86

4.3.2 基于E/I矢量法的设计方法 87

4.3.3 设计约束 88

4.3.4 仿真分析 91

4.4 往返巡游轨道设计 94

4.4.1 设计方法 94

4.4.2 设计约束 96

4.4.3 仿真分析 96

4.5 可控巡游轨道设计 99

4.5.1 螺旋环设计 100

4.5.2 进入走廊设计 101

4.5.3 单次脉冲控制策略 104

4.5.4 快速巡游控制策略 109

4.6 小结 112

第5章 基于穿越点的多目标交会轨道理论与设计方法 113

5.1 多目标轨道交会问题描述 113

5.2 穿越点的概念及其确定方法 115

5.2.1 穿越点的概念 115

5.2.2 穿越点的确定方法 117

5.3 基于穿越点的轨道交会策略 120

5.3.1 基于穿越点的设计思想 120

5.3.2 交会轨道设计策略 120

5.3.3 轨道交会控制方法 122

5.4 非共面同构多目标交会轨道设计方法 126

5.5 非共面异构多目标交会轨道设计方法 129

5.5.1 设计步骤 129

5.5.2 交会轨道设计方法 130

5.5.3 穿越点点集确定方法 131

5.5.4 交会弹道设计方法 133

5.6 仿真分析与方法修正 136

5.6.1 基于穿越点的轨道交会仿真 136

5.6.2 基于穿越点的轨道交会方法修正 140

5.7 小结 143

第6章 主动接近轨道理论与设计方法 144

6.1 主动接近轨道的概念 144

6.2 接近轨道设计 145

6.2.1 调相轨道 145

6.2.2 近距离接近轨道 148

6.3 相对位姿动力学模型 149

6.3.1 相对姿态动力学模型 150

6.3.2 相对位置动力学模型 151

6.4 最终逼近轨道设计 154

6.4.1 三轴稳定型目标的最终逼近 155

6.4.2 姿态无控型目标的最终逼近 158

6.4.3 仿真实现 161

6.5 小结 163

第7章 快速响应轨道理论与设计方法 164

7.1 快速响应轨道的概念 164

7.2 圆形快速绕飞轨道 167

7.2.1 圆形快速绕飞轨道设计 167

7.2.2 目标禁区的定义 170

7.2.3 安全性分析 173

7.3 快速进入空间轨道 180

7.3.1 低轨快速进入轨道设计 181

7.3.2 Cobra轨道设计 182

7.4 小结 184

第8章 极地驻留轨道理论与设计方法 185

8.1 极地驻留轨道的概念 185

8.2 极地驻留轨道设计方法 186

8.2.1 圆型限制性三体问题下的动力学模型 186

8.2.2 驻留距离固定时极地驻留轨道设计 188

8.2.3 驻留距离不固定时极地驻留轨道设计 189

8.3 极地驻留轨道优化设计 192

8.4 小结 194

附录 利用Matlab软件优化设计交会轨道 195

参考文献 200