太阳同步轨道设计与控制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 基本概念 1

1.1.1 太阳同步轨道 1

1.1.2 太阳同步轨道设计 2

1.1.3 太阳同步轨道控制 4

1.2 太阳同步轨道特性与分类 5

1.2.1 太阳同步轨道特性 5

1.2.2 太阳同步轨道分类 8

1.3 太阳同步轨道发展与应用 9

1.3.1 太阳同步轨道发展阶段 9

1.3.2 太阳同步轨道典型应用 12

1.4 太阳同步轨道控制发展趋势 17

1.4.1 控制模式发展趋势 18

1.4.2 控制技术发展趋势 20

第2章 太阳同步轨道摄动运动基础 23

2.1 摄动运动方程 24

2.1.1 常用坐标系 24

2.1.2 高斯方程 25

2.1.3 地面轨迹摄动运动方程 28

2.2 摄动运动方程分析解 29

2.2.1 平均轨道根数 29

2.2.2 平均根数法解摄动运动方程 29

2.3 地球非球形摄动 33

2.3.1 地球非球形带谐项摄动 33

2.3.2 在球面坐标系中的摄动力 33

2.3.3 在径切法坐标系中的摄动力 34

2.3.4 地球非球形带谐项摄动方程 36

2.4 大气阻力摄动 39

2.4.1 大气阻力 39

2.4.2 大气阻力摄动方程 42

2.5 太阳光压摄动 46

2.5.1 太阳光压摄动力 46

2.5.2 太阳光压摄动方程 48

2.6 日月引力摄动 51

2.6.1 日月引力摄动力 51

2.6.2 日月引力摄动方程 53

第3章 太阳同步轨道演化规律 57

3.1 半长轴摄动运动 57

3.1.1 大气阻力摄动解 58

3.1.2 半长轴摄动运动规律 58

3.2 偏心率摄动运动规律 61

3.3 倾角摄动运动 63

3.3.1 日月引力的摄动解 63

3.3.2 倾角摄动运动规律 64

3.4 太阳同步轨道升交点赤经摄动运动 65

3.4.1 地球非球形带谐项的摄动解 65

3.4.2 升交点赤经摄动运动规律 67

3.5 升（降）交点地方时漂移 68

3.5.1 地方时计算方法及算例 68

3.5.2 真地方时与平地方时 69

3.5.3 地方时漂移规律 72

第4章 太阳同步轨道设计 75

4.1 轨道设计一般原则及主要任务 76

4.1.1 一般原则 76

4.1.2 主要任务 76

4.2 星下点及其轨迹 77

4.2.1 星下点 77

4.2.2 星下点轨迹 78

4.2.3 星下点计算 80

4.3 卫星与卫星网对地面覆盖 84

4.3.1 卫星对地面覆盖 84

4.3.2 地面对卫星观测几何 86

4.3.3 卫星网对地面覆盖 88

4.3.4 覆盖轨道 89

4.4 轨道太阳角与太阳高度角 90

4.4.1 轨道太阳角 90

4.4.2 太阳高度角 91

4.5 回归与冻结轨道 95

4.5.1 回归轨道 95

4.5.2 冻结轨道 100

4.6 太阳同步轨道设计方法 101

4.6.1 半长轴设计 101

4.6.2 升交点赤经设计 103

4.6.3 偏心率选择 103

4.6.4 近地点幅角选择 104

4.6.5 倾角选择 104

4.6.6 设计实例 105

4.7 太阳同步轨道发射窗口 107

4.7.1 设计原则 107

4.7.2 计算方法 109

第5章 太阳同步轨道控制方法 116

5.1 轨道控制计算方程 116

5.1.1 控制计算基本方程 116

5.1.2 平面内控制方程 119

5.1.3 平面外控制方程 125

5.2 轨迹保持控制 127

5.2.1 标称轨迹确定 127

5.2.2 实际运行轨迹网预报 128

5.2.3 轨迹漂移估算 128

5.2.4 轨迹保持控制策略 129

5.3 升（降）交点地方时保持控制 138

5.4 轨道控制参数计算 146

5.4.1 燃料剩余量计算 146

5.4.2 贮箱压力计算 146

5.4.3 比冲计算 147

5.4.4 推力计算 147

5.4.5 开机时间长度计算 147

5.4.6 燃耗量计算方法 148

5.5 轨道控制结果标定计算 148

第6章 太阳同步轨道卫星星座 151

6.1 星座性能指标 151

6.1.1 对地观测星座 152

6.1.2 导航星座 153

6.2 星座设计方法 158

6.2.1 一般原则 158

6.2.2 主要任务 159

6.2.3 覆盖分析法 160

6.2.4 摄动补偿法 162

6.2.5 构型设计 162

6.3 星座构型建立 173

6.3.1 卫星运行特性 174

6.3.2 星座构型几何 175

6.3.3 共面星座构建 178

6.3.4 非共面星座构建 179

6.3.5 应用 180

第7章 太阳同步轨道控制实施 181

7.1 控制任务 181

7.1.1 任务分析 181

7.1.2 任务准备 184

7.1.3 任务实施与评估 186

7.2 精密轨道预报 188

7.2.1 卫星跟踪预报 188

7.2.2 地面轨迹网预报 189

7.2.3 轨道控制预报 190

7.2.4 碰撞风险预报 191

7.3 地面控制实施 192

7.3.1 原则与要求 192

7.3.2 控制风险分析 194

7.3.3 控制策略优化设计 196

7.3.4 控制参数计算与注入 197

7.3.5 控制效果评估计算 200

7.3.6 地面控制实施流程 200

7.3.7 算例分析 201

7.4 卫星自主控制实施 207

7.4.1 基本原则与约束 207

7.4.2 控制风险自主评判 208

7.4.3 控制策略自主生成 209

7.4.4 控制参数自主计算 210

7.4.5 控制效果自主评估 212

7.4.6 自主控制实施流程 213

7.4.7 算例分析 216

7.5 控制效果评估 218

7.5.1 原则与要求 218

7.5.2 控制误差计算 218

7.5.3 控制效果评估内容 219

7.5.4 控制效果评估方法 221

7.5.5 评估实施流程 224

7.5.6 算例分析 225

7.6 碰撞规避实施 226

7.6.1 规避原则与约束 226

7.6.2 碰撞概率计算与预警分析 227

7.6.3 规避控制策略优化设计 228

7.6.4 规避控制参数计算 230

7.6.5 规避控制实施流程 230

7.6.6 算例分析 231

参考文献 233