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出版者:清华大学出版社

作者:刘钢

出品人:

页数:359

译者:

出版时间:2005-2-1

价格:29.80元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302104896

丛书系列:

图书标签:

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• SQL
• 数据库编程
• 数据管理
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• Microsoft Access
• 办公软件

好的，这是一份关于另一本不同主题图书的详细简介，其内容与《Access数据库程序设计教程》完全无关。 --- 《行星动力学与轨道修正：深度探索与前沿应用》 内容概述 本书全面深入地探讨了行星动力学领域的核心理论、观测方法以及当前航天工程中至关重要的轨道修正技术。它不仅仅是一本教科书，更是一部面向专业研究人员和高阶工程师的参考手册，旨在揭示天体运动的复杂性及其在实际深空探测任务中的工程化解决方案。 全书分为五大部分，共计十五章，结构清晰，逻辑严谨，从基础的开普勒问题出发，逐步过渡到多体摄动、引力场模型构建，最终聚焦于当代航天任务中最具挑战性的轨道保持与机动策略。 第一部分：基础理论与经典力学基础（第1章 - 第3章） 本部分奠定了理解行星动力学所需的数学和物理基础。 第1章：引力理论与经典力学框架。 重点回顾了牛顿万有引力定律在天体力学中的应用，并介绍了拉格朗日和哈密顿力学在描述保守系统运动中的优势。详细推导了二体问题的积分形式，并分析了正则变换在简化动力学方程中的作用。 第2章：开普勒问题的高级解法。 深入探讨了椭圆、抛物线和双曲线轨道的精确解析解。引入了“真实异常-偏心距-平均近点角”之间的精确转换方法，并详细比较了不同时间表示（如平近点角、真近点角、平近点角）在数值积分中的优劣。重点讲解了轨道六根数的定义、物理意义及其转换矩阵。 第3章：坐标系与参考框架的构建。 详细阐述了地心惯性参考系（ICRF）、太阳中心惯性参考系（ECI）以及各种地固坐标系（如ITRF）之间的精确转换，包括岁差、章动和自转的修正模型。对J2000.0历元的建立与维护给出了严格的数学定义。 第二部分：多体扰动理论与摄动分析（第4章 - 第7章） 本部分是理解实际轨道偏离理想状态的关键。真实世界中的天体运动受多种微小作用力影响。 第4章：摄动力的分类与建模。 系统介绍了主要摄动源：行星间引力、太阳光压力、地球非球形引力场（重点分析 $J_2, J_3, J_{22}$ 效应）、大气阻力（针对近地轨道）和潮汐力。 第5章：周期性摄动的平均化方法。 详细介绍了拉格朗日变分方程（特别是非保守力作用下）和庞加莱-林德斯泰德（Poincaré-Lindstedt）方法在处理周期性摄动时的应用。通过平均化处理，简化了复杂的微分方程组，为长期轨道预报提供了计算效率。 第6章：地球非球形引力场模型。 深度剖析了地球重力场模型（如EGM2008）的构建原理，特别是球谐函数展开式的推导与截断误差分析。书中特别提供了计算特定高度上一次谐项、二次谐项贡献的详细流程，并展示了这些项如何影响轨道要素的长期变化率。 第7章：摄动轨道数值积分技术。 探讨了针对微分修正方程组（如变分方程）的数值积分算法。重点对比了龙格-库塔法（RKF45, RK89）与辛积分法（Symplectic Integrators）在保能量特性上的差异。书中提供了用于模拟数年周期卫星运动的稳定积分器实现细节。 第三部分：深空任务轨道设计与行星际转移（第8章 - 第10章） 本部分侧重于航天器在太阳系内进行机动和转移的策略。 第8章：霍曼转移与弹道优化。 回顾了经典的霍曼转移原理，并扩展至双椭圆转移和多圈次转移。引入戈德斯托克（Clohessy-Wiltshire）模型对近圆形轨道上的推进剂最小化机动进行了详细分析。 第9章：行星际转移的“边界值问题”求解。 重点介绍韦伯方程（Lambert’s Problem）的数值求解技术，这是设计行星际转移弧段的基石。书中详细演示了如何结合不同行星的历元数据，利用牛顿-拉夫森迭代法求解 Lambert 方程，并讨论了超光速解和“短弧”解的物理意义。 第10章：引力助推（Gravity Assist）技术。 详细解释了引力弹弓效应的物理机制，包括理想情况下的速度增益和方向改变。书中包含了对“引力助推路线图”的绘制方法，并分析了在考虑太阳系内非理想摄动（如太阳辐射压）时，如何对弹弓窗口进行精确修正。 第四部分：轨道机动、保持与误差控制（第11章 - 第13章） 本部分专注于实际航天器运行中轨道姿态与位置的维持。 第11章：轨道机动燃烧的精确执行。 讨论了不同推力大小和燃烧时间对轨道要素的改变效应。详细分析了脉冲机动（Impulsive Maneuver）与低推力机动（Low-Thrust Maneuver）的适用场景，特别是电推进系统在轨道渐近过程中的优化控制律。 第12章：导航、滤波与轨道确定。 阐述了基于卡尔曼滤波（Kalman Filtering）对航天器轨道进行实时状态估计的过程。重点介绍了扩展卡尔曼滤波（EKF）在处理非线性动力学模型时的应用，以及星光传感器、激光测距和多普勒频移数据在轨道误差修正中的权重分配。 第13章：空间碎片与轨道寿命分析。 探讨了地球同步轨道（GEO）和低地球轨道（LEO）上的碎片密度模型。引入了碰撞概率预测的方法，并讨论了航天器寿命终结时的钝化与离轨策略，以满足国际空间碎片减缓指南的要求。 第五部分：前沿课题与先进模型（第14章 - 第15章） 本部分面向未来任务需求，介绍了当前研究的热点。 第14章：相对运动动力学与编队飞行。 介绍了Clerk-Markley方程在描述相对运动中的应用，并展示了如何利用此模型进行多航天器编队飞行中的相对位置和速度控制。重点讨论了保持特定几何构型的控制策略。 第15章：非保守力的高精度建模。 深入探讨了太阳辐射压的非均匀性建模，特别是对非理想反射面（如太阳帆）的建模挑战。同时，也对微小的地球潮汐梯度力在长期轨道预测中的影响进行了量化分析。 --- 本书特色 严谨的数学推导： 几乎所有关键公式均提供完整的推导过程，便于读者理解其物理根源。 工程应用导向： 结合最新的航天任务数据（如“旅行者号”轨迹修正、火星轨道器入轨计算），将理论与实际工程问题紧密结合。 高级算法实现： 提供了多种数值方法（积分、优化、滤波）的伪代码和性能分析，为读者自行开发轨道软件提供参考。 本书是天文学、应用数学、航空航天工程及相关领域研究生和专业人士不可或缺的工具书。

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