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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