第一篇 空间飞行器总体设计 2
第1章 人类飞天历程回眸 2
1.1 早期火箭 2
1.2 航天的理论基础 4
1.3 现代航天先驱 6
1.4 第二次世界大战的航天 8
1.5 进入航天时代 9
1.6 轨道器和探测器 15
1.7 航天进入商业的新时代 17
第2章 空间飞行器总体设计概述 20
2.1 空间飞行器总体设计 20
2.2 空间飞行器总体设计的内容 20
2.3 从飞行任务角度认识载荷 21
2.3.1 载荷的种类 21
2.3.2 载荷的地位 21
2.3.3 载荷的输出 22
2.4 认识航天大系统 22
2.5 空间飞行器总体设计概念 23
2.6 空间飞行器的设计过程 25
2.7 空间飞行器工程的最终设计极限 26
2.8 从航天器飞行时间角度看航天器总体设计 27
2.8.1 飞往金星需要多长时间 27
2.8.2 飞往月球需要多长时间 29
2.8.3 飞往冥王星需要多长时间 33
2.8.4 飞往木星需要多长时间 34
2.8.5 飞往土星需要多长时间 36
第3章 空间飞行器轨道分析 38
3.1 开普勒二体问题 38
3.2 典型轨道分析 42
3.2.1 圆轨道（e=0） 42
3.2.2 椭圆轨道（0＜e＜1） 43
3.2.3 抛物线轨道（e=1） 46
3.2.4 双曲线轨道（e＞1） 48
3.3 轨道机动 50
3.3.1 脉冲机动 50
3.3.2 霍曼转移 51
3.3.3 双椭圆霍曼转移 52
3.3.4 调相机动 53
3.3.5 共拱线非霍曼转移 54
第4章 了解新概念航天器的发展 57
4.1 基于纳型卫星组成的“天基镜群” 57
4.1.1 基于航天器群建立的“天基镜群” 57
4.1.2 “天基镜群”的性能分析 59
4.1.3 应用价值分析 60
4.2 飞星星群的关键技术与应用分析 60
4.2.1 飞卫星的概念 60
4.2.2 100g级飞卫星的功能性设计 61
4.2.3 星群GN＆C策略设计 63
4.2.4 合成孔径应用分析 64
4.2.5 应用价值与前景 66
4.3 一种可以装进衣兜的微小航天器 66
4.3.1 未来航天器及其应用 66
4.3.2 未来深空探索任务的瓶颈之一 67
4.3.3 基于仿生的微型推进器 68
4.3.4 微射流电推进器的工作原理 69
4.3.5 微推进器的应用 70
4.4 气体行星漂浮探测器 70
4.4.1 各种行星探测器 70
4.4.2 漂浮机器人 70
4.4.3 不同于以往的木星探测器 71
4.4.4 从大自然中获得灵感 71
4.4.5 未来的关键技术 72
4.5 未来五种太空任务设想 72
4.5.1 漂浮在金星云层的世界里 73
4.5.2 生活在土卫六的海洋里 73
4.5.3 行走在木卫二的冰层下 74
4.5.4 捕获小行星 74
4.5.5 星际旅游 75
第二篇 认识与使用STK 78
第5章 建立复杂系统模型 78
5.1 创建新场景 78
5.2 STK工作区 80
5.2.1 STK工作区的组成 80
5.2.2 操控与认识STK工作区 80
5.3 插入和配置STK对象 82
5.4 3D对象的编辑 86
5.4.1 STK 3D对象编辑工具栏 86
5.4.2 3D对象编辑工具 86
5.5 自己动手完成一些例子 87
5.5.1 题目一 87
5.5.2 题目二 89
5.5.3 题目三 89
第6章 任务分析仿真 91
6.1 对象属性 91
6.1.1 属性定义介绍 91
6.1.2 修改对象的属性 91
6.2 简单访问 94
6.2.1 什么是访问 94
6.2.2 地面位置的访问计算 94
6.3 报告和图形管理器的应用 98
6.3.1 报告和图形 98
6.3.2 保存自定义制报告或图表作为快速报告或图表 100
6.4 自己动手完成一些例子 102
6.4.1 题目一 102
6.4.2 题目二 106
第7章 扩展STK功能和工作分享 108
7.1 扩展STK功能 108
7.1.1 “Object Model”模型和“Connect”模块 108
7.1.2 例子 108
7.2 工作分享 112
7.2.1 另存VDF场景文档 112
7.2.2 电影时间轴线工具 115
第三篇 应用STK的航天任务分析 120
第8章 应用STK的探月卫星编队任务的设计与分析 120
8.1 探月卫星编队轨道设计简介 120
8.2 绕地飞行轨道设计分析 121
8.3 地月转移轨道仿真分析 131
8.4 绕月轨道仿真分析 135
第9章 STK在星座设计与分析中的应用 143
9.1 星座设计理论 143
9.2 星座性能评价 144
9.3 典型星座仿真与分析 144
9.3.1 全球星（Global Star） 144
9.3.2 铱星（Iridium）星座仿真分析 145
9.3.3 “闪电”轨道卫星（Molniya）仿真分析 146
9.3.4 北斗／GPS联合导航星座仿真分析 148
9.4 卫星星座设计及其覆盖性能分析 152
9.4.1 星座设计参数影响分析 152
9.4.2 仿真实例分析 153
第10章 STK在卫星编队设计与分析中的应用 172
10.1 卫星编队飞行 172
10.2 典型编队的性能仿真分析 173
10.2.1 Techsat-21编队设想 173
10.2.2 TanDEM-X项目 174
10.2.3 GRACE项目 175
10.3 小卫星编队队形设计 177
10.3.1 约定与假设条件 177
10.3.2 坐标系定义 177
10.3.3 Hill方程简化 178
10.4 基于STK的编队设计与仿真模型 179
10.5 小卫星编队设计与仿真 183
10.5.1 同面绕飞编队设计 183
10.5.2 异面绕飞编队设计 184
10.6 卫星编队在轨协同管理仿真演示 185
10.6.1 任务行为规划及建模 186
10.6.2 STK场景设计 189
10.6.3 MATLAB数值仿真及STK效果演示 191
附录 第10章 仿真对应代码 195
参考文献 209