第1章 绪论 1
1.1 椭圆轨道特点 1
1.2 椭圆轨道卫星应用发展 2
1.3 椭圆轨道航天器控制系统的关键问题 3
1.4 本书结构 5
参考文献 6
第2章 大椭圆轨道航天器轨道设计 7
2.1 引言 7
2.2 椭圆轨道绝对动力学分析 8
2.2.1 椭圆轨道的基本特性 8
2.2.2 椭圆轨道摄动 10
2.3 椭圆轨道自主轨道预报 16
2.3.1 椭圆轨道自主预报 16
2.3.2 椭圆星载轨道预报算法 17
2.3.3 椭圆轨道动力学模型分析与简化 19
2.4 远地点交会轨道设计 21
2.4.1 椭圆轨道漂移特性分析 22
2.4.2 冻结椭圆轨道设计 26
2.4.3 小倾角椭圆轨道设计 40
2.5 遍历高轨卫星的椭圆轨道交会策略 45
参考文献 48
第3章 椭圆轨道编队构型设计 50
3.1 引言 50
3.2 基于代数法的编队构型设计 51
3.2.1 相对动力学方程 51
3.2.2 周期性相对运动 54
3.2.3 相对运动轨迹特性分析 58
3.2.4 绕飞构型设计 59
3.2.5 伴飞构型设计 62
3.3 基于几何法的编队构型设计 65
3.3.1 精确相对运动模型 65
3.3.2 一阶近似相对运动模型 68
3.3.3 编队构型设计 69
参考文献 71
第4章 全天域自主导航技术 72
4.1 引言 72
4.2 大椭圆轨道环境下常用自主导航方法 74
4.2.1 基于天文观测的大椭圆航天器自主导航技术 74
4.2.2 基于GNSS的大椭圆轨道航天器自主导航技术 79
4.3 基于SINS/GNSS/CNS组合的融合自主导航 93
4.3.1 空间惯性导航状态方程 94
4.3.2 SINS/星敏感器/GNSS组合导航观测方程 98
4.3.3 SINS/星敏感器/GNSS组合系统信息融合方法 101
参考文献 107
第5章 区域星座自主导航技术 109
5.1 引言 109
5.2 基于星间测距的区域星座自主导航 110
5.2.1 大椭圆轨道星座自主导航系统方法概述 110
5.2.2 大椭圆轨道星座自主导航系统高精度轨道预报技术 111
5.2.3 星间链路测距技术 117
5.2.4 星座自主导航整网滤波方法 119
5.3 基于星间定向观测的星座构型旋转误差估计 123
5.3.1 大椭圆区域星座自主导航整体旋转误差产生分析 123
5.3.2 基于星间定向观测的大椭圆星座自主导航整体估计旋转误差抑制方法 127
5.4 基于星间定向辅助的大椭圆星座长期高精度自主定轨技术 135
5.4.1 基于星间定向／测距的星座自主导航方法概述 135
5.4.2 基于星间定向／测距的大椭圆轨道星座自主导航技术 136
参考文献 149
第6章 星间相对导航技术 150
6.1 引言 150
6.2 轨道系下相对导航技术 151
6.2.1 坐标系定义 151
6.2.2 轨道系下相对导航系统建模 151
6.2.3 仿真算例 157
6.3 惯性系下相对导航技术 158
6.3.1 惯性系下相对导航系统建模 158
6.3.2 仿真算例 161
6.4 方法比较 162
参考文献 162
第7章 椭圆轨道编队构型维持技术 164
7.1 引言 164
7.2 相对运动特性分析 165
7.2.1 相对轨道要素描述的相对运动方程 165
7.2.2 基于轨道要素的相对运动特性分析 167
7.3 编队构型保持控制策略 168
7.3.1 实时闭环构型保持 170
7.3.2 基于相对轨道要素的伴飞控制 173
参考文献 175
第8章 椭圆轨道自主交会技术 177
8.1 引言 177
8.2 最优自主交会方法 179
8.2.1 椭圆轨道反馈线性化动力学模型 179
8.2.2 线性二次型最优控制 182
8.2.3 基于T-H方程双脉冲控制 187
8.3 欠轨道信息下的自主交会方法 192
8.3.1 模糊PD控制方法 192
8.3.2 鲁棒滑模控制方法 205
参考文献 215
主要符号表 217