飞机及其环境的建模与仿真

第1章 绪论1.1 计算建模1.2 建模与仿真（M&S）1.3 开发过程1.4 模型1.5 元模型1.6 航空航天应用1.6.1 综合环境1.6.2 航空飞行器1.7 集成和互操作性1.8 章末寄语第2章 平台运动学2.1 坐标系2.1.1 平台坐标系2.1.2 局部坐标系2.1.3 地心坐标系2.1.4 方位2.1.5 飞行坐标系2.2 改变位置和方向2.3 旋转坐标系2.3.1 惯性和非惯性坐标系2.3.2 矢量微分2.3.3 泊松方程2.4 四元数2.4.1 构建方法2.4.2 利用四元数来表示坐标系旋转2.4.3 四元数和欧拉角的关系2.5 瞄准线第3章 地理空间参考模型3.1 球状地球3.2 球面三角学3.3 大圆航行3.4 恒向线航行3.5 参考椭球3.5.1 世界大地测量系统（WGS84）3.5.2 大地水准面近似法3.6 坐标系统3.6.1 地心纬度和大地纬度3.6.2 参数纬度或归心纬度3.6.3 笛卡儿坐标系3.6.4 近似笛卡儿坐标系3.6.5 纬度、经度和高度3.7 在椭球地球上的航行3.7.1 微分几何3.7.2 测地线3.7.3 测地线轨迹3.7.4 测地线长度3.7.5 子午距3.7.6 恒向线3.8 制图3.9 地图投影的一般原则3.10 墨卡托投影3.11 横轴墨卡托投影3.11.1 正向投影3.11.2 大不列颠国家网格3.11.3 通用横墨卡托网格系统3.11.4 投影几何3.11.5 逆投影3.12 等量纬度3.13 极球面投影3.13.1 基本方程3.13.2 通用极球面（UPS）投影3.14 三维测绘3.15 真实纬度、经度和高度第4章 方位天文学4.1 地球和太阳4.2 观测参考系4.2.1 地平坐标系4.2.2 第一赤道坐标系4.2.3 第二赤道坐标系4.2.4 坐标系转换4.3 时间测量4.3.1 平均时4.3.2 昼夜循环4.3.3 世界时4.3.4 时区4.3.5 恒星时4.3.6 地球时4.4 历法和J2000参考历元4.5 年代表4.6 天体测量参考系4.6.1 惯性坐标系4.6.2 旋转坐标系4.6.3 岁差4.6.4 坐标系转换4.7 轨道力学4.7.1 开普勒定律4.7.2 轨道能量和速度4.7.3 近点角和开普勒方程4.7.4 轨道参数4.8 太阳系轨道模型4.8.1 行星数据4.8.2 行星轨道4.8.3 平太阳和时差4.9 GPS轨道模型4.9.1 GPS卫星历书模型4.9.2 GPS星历模型4.9.3 YUMA历书4.9.4 两行轨道参数4.9.5 GPS星群4.10 夜空第5章重力势场5.1 势场5.1.1 高斯定理5.1.2 高斯定理的应用5.1.3 泊松方程和拉普拉斯方程5.1.4 拉普拉斯方程的求解5.2 引力5.2.1 万有引力5.2.2 视比重：球形地球5.2.3 视比重：WGS84椭圆体5.2.4 重力矩5.2.5 地球重力模型（EGM96）5.2.6 麦克卡拉公式5.2.7 地球扁率或“扁率”5.2.8 重力笛卡儿分量5.2.9 WGS84重力公式5.2.10 大地水准面5.3 地磁5.3.1 地球磁场5.3.2 磁引力5.3.3 世界地磁模型（WMM2005）5.3.4 近似偶极子5.4 重力势计算5.4.1 EGM96和WMM2005球谐函数5.4.2 递推公式5.4.3 坎宁安法5.5 重力势模型总结第6章大气6.1 概述6.2 标准大气模型6.3 ISA常数及关系6.4 重力势高度6.4.1 标准定义6.4.2 广义定义6.5 大气纵向结构6.6 压力高度6.7 参考大气6.8 季节性波动6.9 气候区6.9.1 MIL-HDBK-310气候分类法6.9.2 柯本气候分类法6.10 空气密度6.11 水汽6.11.1 气体常数6.11.2 湿度6.12 天气系统附录A MATLAB简介A.1 MATLABA.2 MATLAB家族产品A.3 开始A.4 获取帮助A.5 位置搜索A.6 数值：变量与常量A.7 算法A.8 逻辑A.9 M文件与函数A.10 内置函数A.11 常量A.12 创建图表A.13 附录A总结附录B 数据和函数B.1 数据类型B.2 数据类型说明B.2.1 “双精度型数据”B.2.2 “逻辑型数据”B.2.3 “字符型数据”B.2.4 “元胞数组”B.2.5 “结构”B.2.6 “函数句柄”B.3 程序结构B.3.1 语法B.3.2 条件运算B.3.3 迭代运算B.3.4 异常处理B.3.5 省略部分B.4 用户自定义函数B.4.1 接口B.4.2 泛型函数B.4.3 递归函数B.4.4 私有函数B.5 自定义类B.6 实际应用B.6.1 命名惯例B.6.2 程序结构B.6.3 优先级B.6.4 选择权B.7 附录B总结附录C 组织机构C.1 联合国专门机构C.2 国际组织机构C.3 美国政府机构C.4 英国政府机构C.5 欧洲组织机构C.6 公开项目和联盟

《飞机及其环境的建模与仿真 第1卷：平台运动学和综合环境》主要讲述可以定义飞机绕地球飞行的综合环境的几何和地理知识，以及在综合环境和不同的运动参考系的建模与仿真（M&S）。全书包括6章和3个附录。第1章为绪论，第2章介绍平台运动学，第3章是关于地理空间参考模型的知识，第4章讲述方位天文学，第5章介绍重力势场，第6章介绍大气环境。3个附录分别为MATLAB简介，数据和函数，以及组织机构。　　本书可以作为高等院校相关专业的学生教科书使用，也可以作为航空航天领域工程技术人员的参考用书。

《飞机及其环境的计算建模与仿真（第1卷）：平台运动学和综合环境》一书深入阐述了建模与仿真的应用以及系统所在的综合环境，为飞机系统的设计与验证提供分析和支持。第1卷主要讲述如何构建与外界环境一致的模型；在第2卷则讲述在这些环境中的系统及其与环境的综合建模，即《航空航天器及飞行动力学》。这两卷结合起来就是内容丰富、可靠的设计工具和技术。