人造卫星与空间碎片的轨道和探测

第1章 引言

1.1 空间目标的分类

1.2 空间目标的大小和数量

1.3 空间目标的星等

1.4 空间目标的分布

1.5 空间碎片的轨道问题

1.6 空间碎片轨道计算的特点

1.7 空间碎片观测对探测系统需求

1.8 本专著的章节内容

第2章 天体测量基础

2.1 天体测量的基本概念

2.2 球面三角基本公式

2.3 坐标系统

2.4 时间系统

2.5 常用坐标系之间的转换

2.6 星表

2.7 天文定位

第3章 天体力学基础

3.1 人造卫星的运动方程

3.2 二体问题的积分

3.3 克普勒根数的定义

3.4 二体问题的基本关系

3.5 人造卫星的摄动运动方程

3.6 运动方程的奇点和无奇点根数

3.7 星历表计算

第4章 卫星动力学

4.1 动力学模型

4.2 平均根数法的基本原理

4.3 摄动函数的展开

4.4 摄动方程的解

第5章 初轨计算

5.1 光学资料初轨计算的基本方程

5.2 初轨根数的计算

5.3 近圆轨道目标的初轨计算方法

5.4 经典Laplace方法

5.5 六参数初轨计算方法

5.6 三参数初轨计算方法

5.7 二参数初轨计算方法

5.8 接近最佳精度的初轨算法

5.9 雷达和多普勒测速资料的初轨计算

5.10 小结

第6章 轨道计算和精密预报

6.1 人造卫星的轨道计算

6.2 观测预报

6.3 卫星陨落期预报

第7章 空间目标的编目

7.1 空间目标编目的定义和目的

7.2 空间目标编目的分类

7.3 编目定轨

7.4 数据关联

7.5 空间目标编目的基本流程

7.6 新目标发现的几个需要注意的问题

7.7 几种特殊情况

7.8 空间目标编目方法的今后研究

第8章 空间目标的探测

8.1 空间目标探测设备

8.2 空间目标的地基雷达观测

8.3 空间目标的光电观测

8.4.空间目标的天基探测原理

第9章 人造卫星轨道的应用

9.1 高层大气模型的测定

9.2 空间碎片的碰撞预警

9.3 GTO末级的减缓

第10章 特殊函数及计算方法

10.1 特殊函数

10.2 插值和数值微商

10.3 高次方程和超越方程的解

10.4 数值积分

10.5 常微分方程的数值解

10.6 最小二乘法及误差分析

附录

附录A IAU2000岁差章动模型

附录B JGM-3地球引力场模式

附录C 日月坐标计算程序

附录D 大气模型计算程序

附录E 便查表

附录F 平均值系数表

以无奇点根数的平均根数法为主线，介绍人造卫星各种摄动函数的展开，给出准到二阶的半分析的卫星运动理论，介绍各种初轨计算方法、轨道改进的稳健估计方法、卫星轨道的应用和空间目标编目定轨方法。在空间碎片探测方面，介绍空间碎片的实时天文定位方法和空间目标的天基探测原理和方法。《中国科学院国家天文台天文学系列：人造卫星与空间碎片的轨道和探测（第2版）》可供从事天文、测绘、航天和空间碎片探测研究的科研、教育工作者参考。

《中国科学院国家天文台天文学系列：人造卫星与空间碎片的轨道和探测（第2版）》共10章加上辅助计算的几个附录；前4章是自成系统的天体力学、天体测量学、卫星动力学方面的基础知识，因限于篇幅，很多公式只列出结果，推导过程可参阅所引文献。第5～9章是《中国科学院国家天文台天文学系列：人造卫星与空间碎片的轨道和探测（第2版）》的中心内容，也是作者和同事们多年工作的实践结果；其中还有些他们的创新点，例如“参考矢量法”，“稳健估计法”，“半分析方法”，“摄动函数的无奇点展开和计算”，“空间目标的天基探测”等。值得提出的是，这些内容是我看到的国内外文献中，讨论得最深刻和全面的。这也是《中国科学院国家天文台天文学系列：人造卫星与空间碎片的轨道和探测（第2版）》的特色。