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《X射線脈沖星導航系統原理與方法》系統深入地闡述了X射線脈沖星導航的基本概念和原理、基礎理論和方法、數學模型和算法.數值試驗和結果。全書共分為8章，主要內容包括：導航的基本概念；X射線脈沖星導航技術研究進展及應用前景；張量分析與廣義相對論基礎；脈沖星物理特徵及觀測研究；X射線脈沖導航時空基準的建立與維持；航天器軌道與姿態動力學模型及太陽系行星星歷計算；x射線脈沖星導航的基本觀測量及測量模型；航天器自主導航算法；以及導航衛星自主導航數值試驗等。
《X射線脈沖星導航系統原理與方法》適合于從事航天器導航制導與控制，航天任務分析和系統總體設計等方面的工程技術人員閱讀，也可作為高等院校導航制導與控制、飛行器設計等相關專業的研究生、教師的教材和教學參考書。
《X射線脈沖星導航系統原理與方法》適合于從事航天器導航制導與控制，航天任務分析和系統總體設計等方面的工程技術人員閱讀，也可作為高等院校導航制導與控制、飛行器設計等相關專業的研究生、教師的教材和教學參考書。
目次
第1章 緒論
1.1 導航的基本概念
1.2 導航系統分類及發展概況
1.2.1 文導航系統
1.2.2 慣性導航系統
1.2.3 線電導航系統
1.2.4 衛星導航系統
1.3 X射線脈沖星導航系統
1.3.1 X射線脈沖星導航的基本內涵
1.3.2 脈沖星導航技術研究進展
1.3.3 國外X射線脈沖星導航計劃
1.3.4 國內X射線脈沖星導航的研究基礎
1.4 X射線脈沖星導航的關鍵技術
1.4.1 X射線脈沖星導航數據庫技術
1.4.2 導航時空基準的建立與維持技術
1.4.3 脈沖到達時間轉換技術
1.4.4 X射線脈沖星探測器技術
1.4.5 星載時鐘的時間保持技術
1.4.6 自主導航算法與容錯處理技術
1.5 X射線脈沖星導航的應用前景分析
1.5.1 導航衛星自主導航應用領域
1.5.2 深空探測與星際飛行任務領域
1.5.3 空間科學研究領域
參考文獻
第2章 張量分析與廣義相對論基礎
2.1 仿射空間的矢量表達
2.1.1 矢量空間、歐氏空間和仿射空間的內涵
2.1.2 矢量的代數運算
2.1.3 場論基礎
2.1.4 斜角直線坐標系與曲線坐標系的基矢量
2.1.5 坐標變換關係
2.2 仿射空間的張量分析
2.2.1 張量的基本概念和運算
2.2.2 度規張量
2.2.3 張量的仿射聯絡與協變導數
2.2.4 張量場論
2.2.5 撓率張量和曲率張量
2.2.6 仿射空間的測地線微分方程
2.3 黎曼空間的張量分析
2.3.1 黎曼空間的基本概念
2.3.2 黎曼空間的聯絡和測地線微分方程
2.3.3 愛因斯坦張量
2.3.4 等度規映射
2.4 狹義相對論與廣義相對論的基本概念
2.4.1 牛頓引力理論的缺陷
2.4.2 狹義相對論與洛倫茲變換
2.4.3 廣義相對論的基本原理
2.4.4 引力與時空彎曲
2.5 愛因斯坦引力場方程的求解
2.5.1 調和坐標條件
2.5.2 球對稱度規的一般形式
2.5.3 史瓦西爾度規及其奇異性問題
2.5.4 荷電球外部的度規
2.5.5 符合宇宙學原理的度規
2.6 廣義相對論框架下的時空測量理論
2.6.1 廣義相對論的基本觀測量
2.6.2 四軸正交坐標框架
2.6.3 時間和空間間隔測量
2.6.4 時空測量概念的物理解釋
2.7 球對稱引力場的廣義相對論效應
2.7.1 自由粒子在引力場中的運動方程
2.7.2 水星軌道近日點的進動
2.7.3 光線的引力偏折
2.7.4 雷達回波的延緩
2.7.5 光子的引力頻移
2.7.6 原子時鐘的環球飛行試驗
2.8 引力場的后牛頓近似關係
2.8.1 愛因斯坦引力場方程的后牛頓近似解
2.8.2 穩態引力場的光子后牛頓運動方程
2.8.3 多參考系的后牛頓近似方法——DSx體系
參考文獻
第3章 脈沖星觀測及基本物理特徵
3.1 現代宇宙學
3.1.1 宇宙概述
3.1.2 宇宙學的基本原理
3.1.3 現代宇宙學的觀測基礎
3.1.4 宇宙的理論模型
3.2 恆星的形成和演化
3.2.1 恆星的形成和觀測特性
3.2.2 恆星的演化進程和歸宿
3.2.3 恆星的距離測量、角位置及運動特徵
3.3 變星和致密星
3.3.1 變星的分類及物理特性
3.3.2 超新星爆發
3.3.3 致密星的形成過程
3.3.4 白矮星
3.3.5 中子星和脈沖星
3.3.6 黑洞
3.4 脈沖星的物理機制和特徵
3.4.1 脈沖星的發現
3.4.2 脈沖星的命名、分類和分布
3.4.3 脈沖星的脈沖輪廓和周期
3.4.4 脈沖星的距離和運動
3.4.5 脈沖星的物理特徵和形成過程
3.4.6 脈沖星的輻射機制和內部結構
3.5 射電天文與射電脈沖星觀測
3.5.1 射電天文觀測技術的發展歷程
3.5.2 射電望遠鏡技術
3.5.3 射電脈沖星的觀測研究
3.6 X射線脈沖星觀測研究
3.6.1 天體X射線探測技術的發展概況
3.6.2 X射線脈沖星探測與可觀測性分析
3.7 X射線探測器技術
3.7.1 X射線探測器的基本原理
3.7.2 充氣正比計數器
3.7.3 微通道板探測器
3.7.4 硅半導體探測器
3.7.5 CCD半導體探測器
3.7.6 閃爍探測器
3.7.7 熱敏探測器
3.7.8 X射線定位與成像技術
3.8 X射線脈沖星導航數據庫
3.8.1 X射線脈沖星的優選方法
3.8.2 X射線脈沖星編目
3.8.3 導航數據庫設計方案
參考文獻
第4章 X射線脈沖星導航的時空基準
4.1 導航時空基準的基本概念
4.1.1 經典牛頓力學框架下的時空基準
4.1.2 廣義相對論框架下的時空基準
4.1.3 時空基準的建立與維持關係
4.2 天球參考系及其實現框架
4.2.1 理想的天球參考系
4.2.2 協議天球參考系
4.2.3 國際天球參考系及參考框架
4.2.4 天文常數的定義
4.2.5 天球參考系的坐標轉換關係
4.3 地球參考系及其實現框架
4.3.1 協議地球參考系及轉換模型
4.3.2 協議地球參考框架的建立與維持
4.3.3 國際地球參考系及參考框架
4.3.4 常用的地球坐標系和航天器導航坐標系
4.4 天球參考系與地球參考系之間的轉換關係
4.4.1 基於春分點的坐標轉換
4.4.2 天球參考極的基本理論
4.4.3 天球和地球中介原點
4.4.4 基於非旋轉原點的坐標轉換
4.5 時間系統及其實現框架
4.5.1 有關時間的基本概念
4.5.2 常用的時間系統定義及基本關係
……
第5章 航天器軌道與資態動力學方法
第6章 X射線脈沖星導航系統測量理論
第7章 航天器自主導航算法
第8章 導航衛星自主導航的數值試驗
附錄A IAU2000歲差章動模型
附錄B 交角章動和黃經章動計算
附錄C 大地緯度的直接解算方法
附錄D Arecibo天文臺長期觀測的毫秒脈沖量
附錄E 綜合勒讓德多項式地球引力加速度的遞推算法
附錄F 太陽及太陽系行星和月球的基本物理參數
附錄G 常用術語英漢對詞
附錄H 單位符號及換算關係
1.1 導航的基本概念
1.2 導航系統分類及發展概況
1.2.1 文導航系統
1.2.2 慣性導航系統
1.2.3 線電導航系統
1.2.4 衛星導航系統
1.3 X射線脈沖星導航系統
1.3.1 X射線脈沖星導航的基本內涵
1.3.2 脈沖星導航技術研究進展
1.3.3 國外X射線脈沖星導航計劃
1.3.4 國內X射線脈沖星導航的研究基礎
1.4 X射線脈沖星導航的關鍵技術
1.4.1 X射線脈沖星導航數據庫技術
1.4.2 導航時空基準的建立與維持技術
1.4.3 脈沖到達時間轉換技術
1.4.4 X射線脈沖星探測器技術
1.4.5 星載時鐘的時間保持技術
1.4.6 自主導航算法與容錯處理技術
1.5 X射線脈沖星導航的應用前景分析
1.5.1 導航衛星自主導航應用領域
1.5.2 深空探測與星際飛行任務領域
1.5.3 空間科學研究領域
參考文獻
第2章 張量分析與廣義相對論基礎
2.1 仿射空間的矢量表達
2.1.1 矢量空間、歐氏空間和仿射空間的內涵
2.1.2 矢量的代數運算
2.1.3 場論基礎
2.1.4 斜角直線坐標系與曲線坐標系的基矢量
2.1.5 坐標變換關係
2.2 仿射空間的張量分析
2.2.1 張量的基本概念和運算
2.2.2 度規張量
2.2.3 張量的仿射聯絡與協變導數
2.2.4 張量場論
2.2.5 撓率張量和曲率張量
2.2.6 仿射空間的測地線微分方程
2.3 黎曼空間的張量分析
2.3.1 黎曼空間的基本概念
2.3.2 黎曼空間的聯絡和測地線微分方程
2.3.3 愛因斯坦張量
2.3.4 等度規映射
2.4 狹義相對論與廣義相對論的基本概念
2.4.1 牛頓引力理論的缺陷
2.4.2 狹義相對論與洛倫茲變換
2.4.3 廣義相對論的基本原理
2.4.4 引力與時空彎曲
2.5 愛因斯坦引力場方程的求解
2.5.1 調和坐標條件
2.5.2 球對稱度規的一般形式
2.5.3 史瓦西爾度規及其奇異性問題
2.5.4 荷電球外部的度規
2.5.5 符合宇宙學原理的度規
2.6 廣義相對論框架下的時空測量理論
2.6.1 廣義相對論的基本觀測量
2.6.2 四軸正交坐標框架
2.6.3 時間和空間間隔測量
2.6.4 時空測量概念的物理解釋
2.7 球對稱引力場的廣義相對論效應
2.7.1 自由粒子在引力場中的運動方程
2.7.2 水星軌道近日點的進動
2.7.3 光線的引力偏折
2.7.4 雷達回波的延緩
2.7.5 光子的引力頻移
2.7.6 原子時鐘的環球飛行試驗
2.8 引力場的后牛頓近似關係
2.8.1 愛因斯坦引力場方程的后牛頓近似解
2.8.2 穩態引力場的光子后牛頓運動方程
2.8.3 多參考系的后牛頓近似方法——DSx體系
參考文獻
第3章 脈沖星觀測及基本物理特徵
3.1 現代宇宙學
3.1.1 宇宙概述
3.1.2 宇宙學的基本原理
3.1.3 現代宇宙學的觀測基礎
3.1.4 宇宙的理論模型
3.2 恆星的形成和演化
3.2.1 恆星的形成和觀測特性
3.2.2 恆星的演化進程和歸宿
3.2.3 恆星的距離測量、角位置及運動特徵
3.3 變星和致密星
3.3.1 變星的分類及物理特性
3.3.2 超新星爆發
3.3.3 致密星的形成過程
3.3.4 白矮星
3.3.5 中子星和脈沖星
3.3.6 黑洞
3.4 脈沖星的物理機制和特徵
3.4.1 脈沖星的發現
3.4.2 脈沖星的命名、分類和分布
3.4.3 脈沖星的脈沖輪廓和周期
3.4.4 脈沖星的距離和運動
3.4.5 脈沖星的物理特徵和形成過程
3.4.6 脈沖星的輻射機制和內部結構
3.5 射電天文與射電脈沖星觀測
3.5.1 射電天文觀測技術的發展歷程
3.5.2 射電望遠鏡技術
3.5.3 射電脈沖星的觀測研究
3.6 X射線脈沖星觀測研究
3.6.1 天體X射線探測技術的發展概況
3.6.2 X射線脈沖星探測與可觀測性分析
3.7 X射線探測器技術
3.7.1 X射線探測器的基本原理
3.7.2 充氣正比計數器
3.7.3 微通道板探測器
3.7.4 硅半導體探測器
3.7.5 CCD半導體探測器
3.7.6 閃爍探測器
3.7.7 熱敏探測器
3.7.8 X射線定位與成像技術
3.8 X射線脈沖星導航數據庫
3.8.1 X射線脈沖星的優選方法
3.8.2 X射線脈沖星編目
3.8.3 導航數據庫設計方案
參考文獻
第4章 X射線脈沖星導航的時空基準
4.1 導航時空基準的基本概念
4.1.1 經典牛頓力學框架下的時空基準
4.1.2 廣義相對論框架下的時空基準
4.1.3 時空基準的建立與維持關係
4.2 天球參考系及其實現框架
4.2.1 理想的天球參考系
4.2.2 協議天球參考系
4.2.3 國際天球參考系及參考框架
4.2.4 天文常數的定義
4.2.5 天球參考系的坐標轉換關係
4.3 地球參考系及其實現框架
4.3.1 協議地球參考系及轉換模型
4.3.2 協議地球參考框架的建立與維持
4.3.3 國際地球參考系及參考框架
4.3.4 常用的地球坐標系和航天器導航坐標系
4.4 天球參考系與地球參考系之間的轉換關係
4.4.1 基於春分點的坐標轉換
4.4.2 天球參考極的基本理論
4.4.3 天球和地球中介原點
4.4.4 基於非旋轉原點的坐標轉換
4.5 時間系統及其實現框架
4.5.1 有關時間的基本概念
4.5.2 常用的時間系統定義及基本關係
……
第5章 航天器軌道與資態動力學方法
第6章 X射線脈沖星導航系統測量理論
第7章 航天器自主導航算法
第8章 導航衛星自主導航的數值試驗
附錄A IAU2000歲差章動模型
附錄B 交角章動和黃經章動計算
附錄C 大地緯度的直接解算方法
附錄D Arecibo天文臺長期觀測的毫秒脈沖量
附錄E 綜合勒讓德多項式地球引力加速度的遞推算法
附錄F 太陽及太陽系行星和月球的基本物理參數
附錄G 常用術語英漢對詞
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