航天器交會對接技術（簡體書）

本書密切結合載人航天工程，從交會對接基本軌道原理與姿態運動出發，深入系統地研究了交會對接過程中軌道動力學模型、交會對接的飛行策略、導引與控制規律、發射窗口等問題，全面完整地紿出了工程實用的理論模型和工程仿真算例。主要內客包括：交會運動理論；遠程段變軌、調相與導航過渡段設計；近程段制導與軌跡控制；最終逼近段的相對狀態測定、估計與控制；聯接機構與聯接動力學；對接后的分離與軌道轉移；交會飛行程序設計與發射時間選擇。 本書是廣大航天科技工作者學習和掌握航天器交會對接技術的一本優秀教材和科技參考書，主要讀者對象為載人航天設計師以及高校航天專業研究生。

朱仁璋，德國慕尼黑工業大學博士。北京航空航天大學教授，博士生導師。江蘇省揚州市人，1941年11月出生。1960年，江蘇省揚州中學畢業。1965年，南京大學天文學系畢業。1965年至1985年，在第七機械工業部第八設計院與航天部第五研究院(中國空間技術研究院)，從事火箭與衛星設計工作：參加了我國第一顆人造衛星運載火箭彈道設計與計算，以及我國第一顆返回式遙感衛星等的總體設計與軌道計算。1985年5月，受國家教委派遣，出國進修。1985年至1991年，在慕尼黑工業大學航天技術研究所進修與工作，為訪問學者、助教。1989年5月，獲慕尼黑工業大學工學博士學位。1991年至1993年，在加拿大麥吉爾大學(McGill University)力學工程系工作，完成博士后研究，任研究工程師。1993年12月。由中國空間技術研究院調入北京航空航天大學，任教授。

第1章 交會運動基礎理論
1.1 絕對運動
1.1.1 二體問題
1.1.2 軌道根數與位置和速度
1.1.3 攝動運動方程
1.1.4 主要軌道攝動
1.1.5 連續常值推力機動
1.2 相對運動
1.2.1 Hill微分方程
1.2.2 Hill方程分析解
1.2.3 N次推力機動模式
1.3 兩點邊界值問題
1.3.1 絕對運動Lambert問題
1.3.2 相對運動Lambert問題
1.4 四元數與姿態運動
1.4.1 四元數
1.4.2 姿態運動
1.5 小結
參考文獻
第2章 遠程導引段
2.1 遠程導引段概述
2.1.1 初始軌道
2.1.2 調相軌道
2.1.3 過渡軌道
2.1.4 軌道機動
2.1.5 飛行時間與調相角
2.2 軌道修正方法
2.2.1 軌道傾角與升交點赤經的修正
2.2.2 軌道半長軸的改變
2.2.3 半長軸與偏心率及近地點幅角的聯合修正
2.2.4 軌道面內與面外的聯合修正
2.3 調相機動策略
2.3.1 調相原理與約束條件
2.3.2 調相軌道選擇
2.4 導航轉換過渡段設計
2.4.1 過渡段設計條件與要求
2.4.2 過渡段終點位置
2.4.3 過渡段起點位置
2.4.4 模擬算例
2.5 小結
參考文獻
第3章 近程導引段
3.1 尋的段轉移
3.1.1 切向沖量機動
3.1.2 切向連續推力機動
3.1.3 切向Ⅳ次推力機動
3.2 V-bar保持點轉移
3.2.1 保持點轉移機動策略
3.2.2 徑向推力機動
3.2.3 雙向推力機動
3.3 接近段繞飛轉移
3.3.1 -V-bar至+V-bar的繞飛轉移
3.3.2 V-bar至R-bar的繞飛轉移
3.3.3 V-bar至H-bar的繞飛轉移
3.4 近程導引段軌跡控制
3.4.1 控制方法
3.4.2 控制階段
3.4.3 控制算法
3.4.4 模擬算例
3.5 小結
參考文獻
第4章 最終逼近段
4.1 標稱軌跡制導機動
4.1.1 制導加速度
4.1.2 逼近速度
4.1.3 制導機動算例
4.2 軌跡安全模式
4.2.1 被動安全模式
4.2.2 主動安全模式
4.2.3 安全模式算例
4.3 應急后撤機動
4.3.1 應急后撤策略
4.3.2 后撤軌跡設計
4.3.3 后撤機動模擬算例
4.4 相對狀態測定
4.4.1 相對狀態測定原理
4.4.2 相對狀態方程基本形式
4.4.3 相對狀態求解算法
4.4.4 相對狀態確定精度分析
4.4.5 相對狀態確定模擬算例
4.5 相對狀態估計
4.5.1 相對狀態估計原理
4.5.2 相對姿態估計
4.5.3 相對位移估計
4.6 相對狀態控制
4.6.1 相對狀態控制原理
4.6.2 相對姿態控制
4.6.3 相對位移控制
4.6.4 人工控制技術
4.7 小結
參考文獻
第5章 聯接與分離轉移
5.1 航天器聯接系統
5.1.1 聯接系統任務與組成
5.1.2 對接機構設計要求
5.1.3 對接機構類別
5.1.4 聯接系統組件
5.1.5 典型的聯接系統
5.1.6 對接技術發展趨勢
5.2 對接系統動力學
5.2.1 坐標系定義
5.2.2 基本運動方程
5.2.3 空間矢量方程
5.2.4 接觸力與力矩
5.2.5 接觸動力學簡化分析
5.3 停靠系統動力學
5.3.1 動力學模型與坐標系統
5.3.2 擴展位置矢量與速度矢量
5.3.3 無接觸接沖擊的動力學方程
5.3.4 接觸沖擊作用下的動力學方程與控制
5.4 對接后的分離與軌道轉移
5.4.1 解鎖與脫開
5.4.2 分離機動
5.4.3 軌道轉移
5.5 小結
參考文獻
第6章 飛行程序與發射時間
6.1 目標航天器軌道選擇與軌道機動
6.1.1 目標航天器飛行概述
6.1.2 歸軌道設計方法
6.1.3 目標航天器預備段軌道機動
6.1.4 目標航天器交會段飛行
6.2 追蹤航天器飛行程序設計
6.2.1 交會飛行程序設計方法
6.2.2 飛行時間與調相角
6.2.3 航天器交會模擬算例
6.3 發射時間的選擇與確定
6.3.1 追蹤航天器發射時聞
6.3.2 目標航天器預備段飛行時間
6.3.3 發射時間的最終確定
6.3.4 發射時間選擇與確定算例
6.4 小結
參考文獻