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第1章 交会运动基础理论1

1.1 绝对运动1

1.1.1 二体问题1

1.1.2 轨道根数与位置和速度4

1.1.3 摄动运动方程6

1.1.4 主要轨道摄动11

1.1.5 连续常值推力机动15

1.2 相对运动23

1.2.1 Hill微分方程23

1.2.2 Hill方程分析解25

1.2.3 N次推力机动模式31

1.3 两点边界值问题37

1.3.1 绝对运动Lambert问题37

1.3.2 相对运动Lambert问题53

1.4 四元数与姿态运动57

1.4.1 四元数57

1.4.2 姿态运动61

1.5 小结62

参考文献63

第2章 远程导引段64

2.1 远程导引段概述64

2.1.1 初始轨道64

2.1.2 调相轨道64

2.1.3 过渡轨道64

2.1.4 轨道机动65

2.1.5 飞行时间与调相角65

2.2 轨道修正方法65

2.2.1 轨道倾角与升交点赤经的修正65

2.2.2 轨道半长轴的改变67

2.2.3 半长轴与偏心率及近地点幅角的联合修正69

2.2.4 轨道面内与面外的联合修正71

2.3 调相机动策略71

2.3.1 调相原理与约束条件71

2.3.2 调相轨道选择72

2.4 导航转换过渡段设计76

2.4.1 过渡段设计条件与要求76

2.4.2 过渡段终点位置77

2.4.3 过渡段起点位置79

2.4.4 模拟算例82

2.5 小结84

参考文献84

第3章 近程导引段85

3.1 寻的段转移85

3.1.1 切向冲量机动86

3.1.2 切向连续推力机动88

3.1.3 切向N次推力机动89

3.2 V-bar保持点转移90

3.2.1 保持点转移机动策略90

3.2.2 径向推力机动92

3.2.3 双向推力机动102

3.3 接近段绕飞转移107

3.3.1 -V-bar至＋V-bar的绕飞转移108

3.3.2 V-bar至R-bar的绕飞转移111

3.3.3 V-bar至H-bar的绕飞转移114

3.4 近程导引段轨迹控制116

3.4.1 控制方法117

3.4.2 控制阶段118

3.4.3 控制算法120

3.4.4 模拟算例123

3.5 小结127

参考文献128

第4章 最终逼近段129

4.1 标称轨迹制导机动129

4.1.1 制导加速度129

4.1.2 逼近速度130

4.1.3 制导机动算例131

4.2 轨迹安全模式133

4.2.1 被动安全模式133

4.2.2 主动安全模式135

4.2.3 安全模式算例137

4.3 应急后撤机动142

4.3.1 应急后撤策略143

4.3.2 后撤轨迹设计143

4.3.3 后撤机动模拟算例147

4.4 相对状态测定151

4.4.1 相对状态测定原理151

4.4.2 相对状态方程基本形式152

4.4.3 相对状态求解算法155

4.4.4 相对状态确定精度分析161

4.4.5 相对状态确定模拟算例162

4.5 相对状态估计168

4.5.1 相对状态估计原理168

4.5.2 相对姿态估计172

4.5.3 相对位移估计176

4.6 相对状态控制180

4.6.1 相对状态控制原理180

4.6.2 相对姿态控制181

4.6.3 相对位移控制188

4.6.4 人工控制技术200

4.7 小结202

参考文献203

第5章 联接与分离转移205

5.1 航天器联接系统205

5.1.1 联接系统任务与组成205

5.1.2 对接机构设计要求206

5.1.3 对接机构类别207

5.1.4 联接系统组件208

5.1.5 典型的联接系统213

5.1.6 对接技术发展趋势220

5.2 对接系统动力学220

5.2.1 坐标系定义221

5.2.2 基本运动方程222

5.2.3 空间矢量方程223

5.2.4 接触力与力矩227

5.2.5 接触动力学简化分析228

5.3 停靠系统动力学233

5.3.1 动力学模型与坐标系统233

5.3.2 扩展位置矢量与速度矢量234

5.3.3 无接触冲击的动力学方程236

5.3.4 接触冲击作用下的动力学方程与控制238

5.4 对接后的分离与轨道转移241

5.4.1 解锁与脱开241

5.4.2 分离机动241

5.4.3 轨道转移242

5.5 小结242

参考文献243

第6章 飞行程序与发射时间245

6.1 目标航天器轨道选择与轨道机动245

6.1.1 目标航天器飞行概述245

6.1.2 回归轨道设计方法245

6.1.3 目标航天器预备段轨道机动246

6.1.4 目标航天器交会段飞行249

6.2 追踪航天器飞行程序设计252

6.2.1 交会飞行程序设计方法252

6.2.2 飞行时间与调相角253

6.2.3 航天器交会模拟算例255

6.3 发射时间的选择与确定261

6.3.1 追踪航天器发射时间261

6.3.2 目标航天器预备段飞行时间263

6.3.3 发射时间的最终确定264

6.3.4 发射时间选择与确定算例265

6.4 小结272

参考文献273