卫星机动轨道确定

第1章 概述

1.1 卫星机动轨道确定

1.2 卫星精密轨道确定

1.3 机动目标跟踪

1.4 本书的主要内容和结构

第2章 卫星运动与时空系统

2.1 地球运动

2.1.1 地球自旋轴极移运动

2.1.2 地球自旋轴进动运动

2.1.3 地球自旋轴章动运动

2.2 时间系统

2.2.1 春分点和子午面

2.2.2 平太阳日和平恒星日

2.2.3 葛略历与儒略日

2.2.4 太阳时和恒星时

2.2.5 世界时和协调世界时

2.2.6 原子时和历书时

2.2.7 时间系统相互关系

2.3 空间坐标系统

2.3.1 地心坐标系

2.3.2 地平坐标系

2.3.3 卫星质心坐标系

2.3.4 卫星本体坐标系

2.4 卫星运动基础

2.4.1 开普勒轨道

2.4.2 椭圆轨道开普勒方程

2.4.3 双曲线和抛物线轨道开普勒方程

第3章 卫星轨道确定基础

3.1 观测方程及线性化

3.2 状态方程及线性化

3.3 系统状态转移矩阵变分方程

3.4 系统状态转移矩阵求解

3.4.1 数值积分法

3.4.2 矩阵指数函数

3.4.3 幂级数近似法

3.4.4 数值差分法

3.4.5 差分积分混合法

3.5 微分修正条件方程

3.6 最小二乘解

3.6.1 超定方程正规化

3.6.2 超定方程顺序法化

3.6.3 超定方程奇异值分解

3.7 加权最小二乘解

第4章 动力学系统估计理论与方法

4.1 贯序估计理论

4.2 线性递推卡尔曼滤波

4.3 扩展卡尔曼滤波

4.3.1 卡尔曼滤波算法的缺陷

4.3.2 卡尔曼滤波算法核心的再认识

4.3.3 模型噪声和观测噪声

4.3.4 算法应用与要点

4.4 无味卡尔曼滤波

4.4.1 随机变量均值和方差传播

4.4.2 随机过程无味变换

4.4.3 基于无味变换的卡尔曼滤波

4.5 精度与实时性

第5章 卫星轨道机动运动动力学模型

5.1 中心天体引力

5.2 摄动运动动力学模型

5.2.1 地球非球形摄动

5.2.2 三体引力摄动

5.2.3 太阳光压摄动

5.2.4 气动阻力摄动

5.3 轨道机动控制动力学模型

5.3.1 高斯马尔科夫随机过程加速度模型

5.3.2 轨道机动推力加速度模型

5.3.3 轨道机动速度增量模型

5.3.4 轨道机动连续推力α-β模型

5.3.5 轨道机动推力加速度方向

第6章 初始轨道确定

6.1 卫星初轨多项式拟合算法

6.2 初始轨道确定最小二乘法

6.2.1 系统状态模型

6.2.2 系统观测模型

6.2.3 观测矩阵

6.2.4 状态传递矩阵

6.2.5 残差统计与方差控制

6.2.6 动态权系数矩阵

6.2.7 算法的实现步骤和过程

6.3 初始轨道确定扩展卡尔曼滤波

6.3.1 系统状态方程

6.3.2 系统观测方程

6.3.3 两种测量体制下的融合滤波算法

6.4 初始轨道确定Laplace方法

6.4.1 地面测量方程

6.4.2 GPS测量观测方程

6.4.3 条件方程最小二乘算法

第7章 卫星机动轨道跟踪与机动检测

7.1 轨道机动推力参数辨识

7.1.1 轨道机动推力模型辨识

7.1.2 推力方向矢量在东南固连坐标系的度量

7.1.3 推力方向矢量在瞬时轨道坐标系的度量

7.1.4 仿真实例

7.2 轨道机动过程加速度辨识

7.2.1 加速度辨识动力学模型

7.2.2 加速度辨识滤波算法

7.2.3 加速度变分运动方程

7.2.4 仿真实例

第8章 动力学补偿机动轨道确定

8.1 Markov过程动力学补偿方法

8.1.1 Markov过程矢量增广系统动力学模型

8.1.2 卡尔曼滤波实时轨道确定算法

8.1.3 初始状态与协方差矩阵

8.1.4 测站原点在地心惯性系的运动状态

8.1.5 状态矩阵和观测矩阵

8.1.6 应用实例

8.2 推力加速度补偿动力学模型轨道确定

8.2.1 系统状态动力学模型

8.2.2 推力加速度和轨道参数的联合估计算法

8.2.3 系统状态矩阵

8.2.4 观测矩阵

8.2.5 仿真实例

附录A 向量微分与雅可比变换

附录B 随机变量及随机过程

附录C Cholesky分解

参考文献

《卫星机动轨道确定》重点讨论卫星机动轨道跟踪和确定问题，主要内容包括卫星机动轨道确定理论，卫星机动动力学模型、跟踪和估计方法，以及相关动力学模型、参数估计、状态滤波相关理论、方法、算法和应用实例。
　　《卫星机动轨道确定》共8章，第1章概述全书主要内容；第2章至第4章主要介绍卫星轨道运动和确定基础；第5章介绍卫星机动运动模型；第6章介绍卫星初始轨道确定；第7章介绍卫星机动轨道跟踪与机动检测；第8章介绍卫星机动轨道确定方法和算法。
　　《卫星机动轨道确定》结合明确的工程应用背景，讨论和总结了实际工程应用中的方法和算法，具有较强的参考意义，主要面向卫星跟踪、测量、导航与控制等相关专业科研技术人员，也可供有关院、校师生参考。