第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 轨道确定技术发展现状 2
1.2.1 精密定轨技术 2
1.2.2 精密定轨策略 3
1.2.3 动力学模型精化技术 5
1.2.4 姿轨控推力的处理问题 6
1.2.5 航天器轨道确定技术在航天测控中的应用现状 6
1.2.6 我国在相关技术领域的差距 6
1.3 轨道确定技术展望 8
1.3.1 航天器轨道测定技术体系 8
1.3.2 航天器轨道测定技术发展建议 9
参考文献 10
第2章 轨道确定基本理论 13
2.1 时空参考框架 13
2.1.1 时间尺度 13
2.1.2 参考框架 17
2.2 动力学模型 34
2.2.1 引言 34
2.2.2 摄动量级分析 35
2.2.3 动力学模型 37
2.3 估值技术 54
2.3.1 最小二乘估计 54
2.3.2 批处理算法 58
2.3.3 滤波算法 60
参考文献 63
第3章 轨道测量数据误差分析与修正 64
3.1 跟踪测量系统 64
3.1.1 统一S波段测控系统 64
3.1.2 跟踪与数据中继卫星系统 72
3.2 测量数据误差分析 74
3.2.1 随机误差 74
3.2.2 系统误差 75
参考文献 81
第4章 航天器轨道数值积分 82
4.1 基本概念 83
4.1.1 常微分方程初值问题 83
4.1.2 初值问题数值解的基本概念 83
4.1.3 一个最简单初值问题的求解方法 84
4.2 常用单步法 86
4.2.1 龙格-库塔方法 86
4.2.2 单步法变步长及误差控制 90
4.3 线性多步法 91
4.3.1 阿达姆斯-考威尔方法 91
4.3.2 高斯-杰克逊方法 101
4.3.3 Krogh-Shampine-Gordon方法 106
4.3.4 时间正则化方法 108
4.4 航天器运动方程数值解法 110
4.4.1 航天器运动方程及变分方程的求解 110
4.4.2 数值试验 113
参考文献 120
第5章 实测大气密度定轨预报应用分析 121
5.1 大气密度模式精度分析 121
5.1.1 大气密度模式 121
5.1.2 模式精度分析 126
5.1.3 模式误差的时空分布特性 130
5.2 基于实测大气密度的定轨预报精度分析 133
5.2.1 载人飞船定轨预报精度分析 134
5.2.2 其他卫星定轨预报精度分析 136
5.3 基于实测大气密度的模式修正方法及应用 137
5.3.1 大气密度模式误差修正方法 137
5.3.2 大气密度修正模式在定轨预报中的应用 143
参考文献 151
第6章 载人飞船碰撞预警与规避 152
6.1 空间目标轨道数据 152
6.2 轨道预报精度分析 154
6.2.1 TLE初值精度 155
6.2.2 TLE轨道预报精度 156
6.2.3 轨道预报误差模型 158
6.3 碰撞预警 160
6.3.1 初步筛选 160
6.3.2 BOX方法 164
6.3.3 碰撞概率计算 165
6.4 碰撞规避策略 169
6.4.1 碰撞规避策略计算方法 169
6.4.2 算例分析 170
6.5 碰撞规避实施方案 171
6.5.1 自主飞行期间的碰撞规避实施方案 171
6.5.2 变轨期间的碰撞规避实施方案 172
参考文献 174
第7章 交会对接定轨预报特点分析 176
7.1 航天器空间交会对接 176
7.1.1 交会对接概念 176
7.1.2 我国首次自动交会对接 176
7.2 航天器中长期轨道预报 177
7.2.1 中长期轨道预报中空间环境参数应用方式 178
7.2.2 偏航姿态飞行模式对中长期轨道预报的影响 185
7.3 频繁轨控条件下的轨道确定 188
7.3.1 空间环境参数辨识 188
7.3.2 考虑轨控过程的轨道确定 191
7.3.3 基于轨道确定的轨控效果标定 192
7.4 基于轨道衰减的大气密度模式响应分析 193
参考文献 197
附录A IAU2009天文常数系统 198
附录B 关于章动模型的讨论 200
附录C 勒让德多项式递推算法 203