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卫星轨道力学算法
作者：刘林 著
出版社：南京大学出版社
出版时间：2019-06-01
ISBN：9787305222276
定价：¥180.00
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内容简介
“轨道力学”是航天动力学（航天系统工程）中的一个极其重要的基础领域，它涉及各类航天器的发射、总体（轨道设计、在轨测控等）和有效应用的各个方面。这本专著，是作者50多年来在该领域的教学、科研和工程实践中总结出的应用部分。主要内容是针对太阳系中各类航天器（实际上都是环绕型的人造卫星，只是中心天体不同而已）的轨道运动问题，整理出一套有效的算法，包含航天器发射入轨后在轨运行中的测量、跟踪、定轨和预报，以及各类探测任务所需要的特定轨道的实现和保持。书中，除包含必要的理论阐述和结果分析外，略去了计算原理的细节和公式推导的详细过程，基本上是给出具体的算法及其相应的计算公式，便于具有一定轨道力学基础的航天技术人员直接引用，亦可供相关人员从中获取必要的轨道力学知识。
作者简介
刘林，南京大学天文系教授，博士生导师，天体力学家、教育家。天体力学与航天器轨道力学专家，我国航天器轨道力学的奠基人之一，被誉为我国航天器轨道力学学科的主要开创者和传授者。长期从事天体力学的基础研究和航天器轨道力学的理论和应用研究。近年来，在神舟飞船、探月工程等重大航天任务中，做出了重要贡献。他的很多开创性成果与我国航天工程紧密相连，近年来主要从事深空探测轨道力学研究，先后主持国家自然科学基金和多项航天领域研究课题，在国内外学术刊物上发表相关学术论文250多篇，出版专著和教材10余本，译著一本。曾获1978年全国科学大会重大成果奖，中国天文学会张钰哲奖，三次获得国家教委科技进步二等奖等。曾任中国天文学会理事，天体力学与卫星动力学专业委员会主任；中国宇航学会理事，中国宇航学报编委；中国空间科学学报编委等。现任中国天文学报编委，教育部深空探测联合研究中心学术委员会委员，中科院国家天文台外聘专家，COSPAR中国委员等。国际天文学联合会（IAU）国际小行星中心，以南京大学刘林教授之名命名国际编号261936号小行星为“刘林星”。
目录
绪论
1 太阳系中的轨道力学问题
2 轨道力学涉及的两类力学系统
3 卫星运动采用的数学模型——受摄二体问题
4 深空探测器运动涉及的受摄限制性三体问题
参考文献
第1章 坐标系的选择及各种坐标系之间的转换
1．1 时间系统与儒略日
1．2 空间坐标系统
1．3 地球坐标系统
1．4 月球坐标系统
1．5 行星坐标系统
参考文献
第2章 二体问题的完全解
2．1 二体问题的六个积分
2．2 椭圆运动的基本关系式
2．3 椭圆运动的展开式
2．4 轨道根数与位置、速度矢量之间的转换关系
2．5 卫星轨道量的几种表达形式与计算
2．6 抛物线轨道和双曲线轨道
参考文献
第3章 构造卫星轨道摄动解的分析方法
3．1 受摄二体问题的数学处理
3．2 摄动运动方程的几种常用形式
3．3 构造小参数幂级数解的摄动法
3．4 摄动法的改进——平均根数法
3．5 拟平均根数法——形式解的构造
3．6 无奇点轨道摄动解的构造方法
参考文献
第4章 地球卫星受摄运动轨道外推的无奇点分析解
4．1 卫星运动采用的完整力模型
4．2 地球非球形引力扁率项J2的一阶摄动解
4．3地球椭率项J2．2 的一阶摄动解
4．4 一阶摄动解意义下的坐标系附加摄动
4．5 地球非球形引力位的高次带谐项Jl：（l≥3）摄动解
4．6 地球非球形引力位的高次田项Jl，m(l≥3，m=0～l）摄动解
4．7 日、月引力摄动解
4．8 地球形变摄动解
4．9 后牛顿效应的处理
4．10 太阳光压摄动解
4．11 大气阻力摄动解
4．12 小推力作用下的轨道变化
参考文献
第5章 卫星的轨道设计与轨道寿命估计
5．1 恒星周期与交点周期
5．2 极轨卫星的轨道特征
5．3 太阳同步轨道的存在与设计
5．4 冻结轨道的存在与设计
5．5 中心天体同步轨道的存在与设计
5．6 引力摄动机制下的卫星轨道寿命估计与算法
5．7 大气阻力摄动机制下的卫星轨道寿命估计与算法
参考文献
第6章 月球和几个大行星的卫星轨道解
6．1 几个大行星和月球的引力场特征
6．2 月球卫星受摄运动的轨道解
6．3 火星卫星受摄运动的轨道解
6．4 金星卫星受摄运动的轨道解
参考文献
第7章 限制性三体问题中的轨道问题及其计算方法
7．1 坐标系的选择与小天体的运动方程
7．2 圆型限制性三体问题的Jacobi积分与解的存在性
7．3 圆型限制性三体问题中平动点位置的计算及其应用
7．4 卫星编队飞行的轨道设计与小行星探测中的伴飞问题
7．5 平动点轨道的几何特征与定轨方法
参考文献
第8章 卫星轨道外推中常用的数值方法
8．1 有关数值解法的基本知识
8．2 常用的单步法——Runge-Kutta方法
8．3 线性多步法——Adams方法和Cowell方法
8．4 数值解法在轨道力学应用中的几个关键问题
8．5 数值解法中右函数的计算
8．6 轨道长期演化问题引用的保真算法
参考文献
第9章 轨道确定问题的提法与初轨计算
9．1 轨道确定问题的提法
9．2 二体问题意义下的初轨算法回顾
9．3 受摄情况下的初轨确定算法
参考文献
第10章 精密轨道确定
10．1 精密定轨——轨道确定与参数估计
10．2 观测值的理论计算
10．3 转移矩阵的计算
10．4 状态估计——精密定轨解的计算
10．5 最小二乘估计及其在精密定轨中的应用
10．6 天地基网联合定轨和星问测量自主定轨
参考文献
附录
附录1 天文常数
附录2 太阳系主要天体的平均历表计算公式
附录3 太阳系主要天体的定向模型
参考文献
1 太阳系中的轨道力学问题
2 轨道力学涉及的两类力学系统
3 卫星运动采用的数学模型——受摄二体问题
4 深空探测器运动涉及的受摄限制性三体问题
参考文献
第1章 坐标系的选择及各种坐标系之间的转换
1．1 时间系统与儒略日
1．2 空间坐标系统
1．3 地球坐标系统
1．4 月球坐标系统
1．5 行星坐标系统
参考文献
第2章 二体问题的完全解
2．1 二体问题的六个积分
2．2 椭圆运动的基本关系式
2．3 椭圆运动的展开式
2．4 轨道根数与位置、速度矢量之间的转换关系
2．5 卫星轨道量的几种表达形式与计算
2．6 抛物线轨道和双曲线轨道
参考文献
第3章 构造卫星轨道摄动解的分析方法
3．1 受摄二体问题的数学处理
3．2 摄动运动方程的几种常用形式
3．3 构造小参数幂级数解的摄动法
3．4 摄动法的改进——平均根数法
3．5 拟平均根数法——形式解的构造
3．6 无奇点轨道摄动解的构造方法
参考文献
第4章 地球卫星受摄运动轨道外推的无奇点分析解
4．1 卫星运动采用的完整力模型
4．2 地球非球形引力扁率项J2的一阶摄动解
4．3地球椭率项J2．2 的一阶摄动解
4．4 一阶摄动解意义下的坐标系附加摄动
4．5 地球非球形引力位的高次带谐项Jl：（l≥3）摄动解
4．6 地球非球形引力位的高次田项Jl，m(l≥3，m=0～l）摄动解
4．7 日、月引力摄动解
4．8 地球形变摄动解
4．9 后牛顿效应的处理
4．10 太阳光压摄动解
4．11 大气阻力摄动解
4．12 小推力作用下的轨道变化
参考文献
第5章 卫星的轨道设计与轨道寿命估计
5．1 恒星周期与交点周期
5．2 极轨卫星的轨道特征
5．3 太阳同步轨道的存在与设计
5．4 冻结轨道的存在与设计
5．5 中心天体同步轨道的存在与设计
5．6 引力摄动机制下的卫星轨道寿命估计与算法
5．7 大气阻力摄动机制下的卫星轨道寿命估计与算法
参考文献
第6章 月球和几个大行星的卫星轨道解
6．1 几个大行星和月球的引力场特征
6．2 月球卫星受摄运动的轨道解
6．3 火星卫星受摄运动的轨道解
6．4 金星卫星受摄运动的轨道解
参考文献
第7章 限制性三体问题中的轨道问题及其计算方法
7．1 坐标系的选择与小天体的运动方程
7．2 圆型限制性三体问题的Jacobi积分与解的存在性
7．3 圆型限制性三体问题中平动点位置的计算及其应用
7．4 卫星编队飞行的轨道设计与小行星探测中的伴飞问题
7．5 平动点轨道的几何特征与定轨方法
参考文献
第8章 卫星轨道外推中常用的数值方法
8．1 有关数值解法的基本知识
8．2 常用的单步法——Runge-Kutta方法
8．3 线性多步法——Adams方法和Cowell方法
8．4 数值解法在轨道力学应用中的几个关键问题
8．5 数值解法中右函数的计算
8．6 轨道长期演化问题引用的保真算法
参考文献
第9章 轨道确定问题的提法与初轨计算
9．1 轨道确定问题的提法
9．2 二体问题意义下的初轨算法回顾
9．3 受摄情况下的初轨确定算法
参考文献
第10章 精密轨道确定
10．1 精密定轨——轨道确定与参数估计
10．2 观测值的理论计算
10．3 转移矩阵的计算
10．4 状态估计——精密定轨解的计算
10．5 最小二乘估计及其在精密定轨中的应用
10．6 天地基网联合定轨和星问测量自主定轨
参考文献
附录
附录1 天文常数
附录2 太阳系主要天体的平均历表计算公式
附录3 太阳系主要天体的定向模型
参考文献
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