深空探测动力学与控制

第0章 绪论

0.1 深空探测的意义

0.2 深空探测概况

0.3 深空探测动力学与控制新问题

0.4 本书的内容

0.4.1 脉冲推进和连续小推力轨道设计

0.4.2 深空探测自主导航技术

0.4.3 引力辅助技术及其在深空探测中的应用

0.4.4 小行星附近的轨道及轨道控制

0.4.5 拉格朗日点周围的轨道

0.4.6 不变流形及其在深空探测中的应用

0.4.7 太阳帆航天器在深空探测中的应用

参考文献

第1章 脉冲推进深空探测轨道设计

1.1 引言

1.1.1 国外火星探测情况

1.1.2 本章内容和方法

1.2 转移轨道初步设计

1.2.1 日心轨道设计和发射窗口选择

1.2.2 地心段参数设计

1.2.3 火心段参数设计

1.3 精确模型下轨道参数修正

1.4 中途修正

1.4.1 国外深空任务中途修正案例

1.4.2 中途修正的理论基础

1.4.3 臼心段中途修正策略

1.4.4 中途修正策略仿真及分析

1.5 捕获控制

1.5.1 行星捕获问题

1.5.2 燃料最优捕获策略

1.5.3 其他推力模型捕获参数优化问题

1.5.4 误差分析

1.6 本章小结

参考文献

第2章 深空探测光学自主导航

2.1 引言

2.1.1 深空导航的发展概况

2.1.2 深空自主导航系统中的光学敏感器

2.1.3 主要研究方法

2.2 深空探测自主导航建模及算法

2.2.1 时间及坐标系统

2.2.2 巡航段动力学模型

2.2.3 接近段动力学模型

2.2.4 光学自主导航观测模型

2.2.5 滤波算法

2.3 火星探测巡航段的光学自主导航方法

2.3.1 火星探测巡航段的标称轨道

2.3.2 巡航段中的光学自主导航原理

2.3.3 导航小行星筛选

2.3.4 仿真计算及分析

2.4 火星探测接近段中的光学自主导航方法

2.4 ,1火星探测接近段的标称轨道

2.4.2 导航系统在接近段的可观测性

2.4.3 仿真计算及分析

2.5 本章小结

参考文献

第3章 深空探测引力辅助

3.1 引言

3.2 行星引力辅助的原理

……

第4章 连续推力深空探测轨道设计

第5章 连续推力轨迹优化的同伦方法

第6章 连续推力轨迹优化的伪普法

第7章 小行星附近的轨道

第8章 小行星探测制导与控制

第9章 限制性三体问题中的轨道动力学与控制

第10章 太阳帆航天器逆行轨道

本书是作者近十年来在深空探测动力学与控制领域研究成果的系统总结，内容主要涉及国内外深空探测动力学与控制领域的研究热点及最新进展，侧重任务设计、动力学、制导。同时每章都给出了许多具有很强工程背景的算例。全书由11章内容组成。第0章是绪论，第1章以火星探测任务为背景，介绍脉冲推进模型下行星探测轨道优化与设计方法，第2章以光学自主导航为例，介绍深空自主导航的基本概念和方法，第3章研究引力辅助，第4~6章研究连续推力模型下的深空轨迹优化方法，第7章研究小行星附近不规则引力场中的轨道理论，第8章研究小行星探测制导与控制问题，第9章研究三体问题中的轨道问题，第10章研究太阳帆飞行器新型任务轨道。本书可供从事深空探测任务设计、动力学与控制研究相关科技人员参考，也可供对深空探测任务优化与设计感兴趣的研究生和高年级本科生阅读。