空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)

第1章 緒論 1.1 空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)概述 1.1.1 空間交會(huì)對(duì)接的概念 1.1.2 空間交會(huì)對(duì)接的作用 1.1.3 空間交會(huì)對(duì)接的基本過程 1.1.4 空間交會(huì)對(duì)接的關(guān)鍵技術(shù) 1.2 國外空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)發(fā)展概況 1.2.1 空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)的發(fā)展歷程 1.2.2 美國 1.2.3 俄羅斯／蘇聯(lián) 1.2.4 歐洲 1.2.5 日本 1.3 中國空間交會(huì)對(duì)接技術(shù) 1.3.1 中國載人航天工程的發(fā)展概況 1.3.2 中國載人航天工程空間交會(huì)對(duì)接飛行 參考文獻(xiàn) 第2章 空間交會(huì)對(duì)接任務(wù)分析與設(shè)計(jì) 2.1 坐標(biāo)系統(tǒng) 2.1.1 時(shí)間系統(tǒng) 2.1.2 慣性坐標(biāo)系 2.1.3 地固坐標(biāo)系 2.1.4 升交點(diǎn)軌道坐標(biāo)系 2.1.5 航天器當(dāng)?shù)剀壍雷鴺?biāo)系 2.2 交會(huì)對(duì)接軌道動(dòng)力學(xué) 2.2.1 高精度軌道動(dòng)力學(xué)方程 2.2.2 近圓軌道相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程 2.2.3 橢圓軌道相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程 2.3 交會(huì)對(duì)接任務(wù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.3.1 系統(tǒng)構(gòu)成 2.3.2 航天器 2.3.3 運(yùn)載火箭 2.3.4 發(fā)射場(chǎng) 2.3.5 測(cè)控通信 2.3.6 著陸場(chǎng)和航天員應(yīng)急救生區(qū) 2.3.7 航天員 2.4 交會(huì)對(duì)接飛行任務(wù)規(guī)劃 2.4.1 任務(wù)規(guī)劃約束條件 2.4.2 發(fā)射窗口規(guī)劃 2.4.3 軌道設(shè)計(jì) 2.5 天宮一號(hào)／神舟八號(hào)交會(huì)對(duì)接過程 2.5.1 上升段 2.5.2 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段 2.5.3 自主控制段 2.5.4 對(duì)接段 2.5.5 組合體飛行段 2.5.6 二次對(duì)接段 2.5.7 分離撤離段 參考文獻(xiàn) 第3章 運(yùn)載火箭彈道設(shè)計(jì)與控制 3.1 國內(nèi)外運(yùn)載火箭控制技術(shù)發(fā)展概述 3.1.1 國外情況 3.1.2 國內(nèi)情況 3.2 彈道設(shè)計(jì)及交會(huì)對(duì)接任務(wù)的特殊需求 3.2.1 火箭運(yùn)動(dòng)方程 3.2.2 火箭彈道設(shè)計(jì)及制約因素 3.2.3 交會(huì)對(duì)接的特殊需求 3.3 運(yùn)載火箭飛行控制技術(shù) 3.3.1 飛行控制系統(tǒng)的組成及工作原理 3.3.2 制導(dǎo)系統(tǒng) 3.3.3 姿態(tài)控制系統(tǒng) 3.4 運(yùn)載火箭制導(dǎo)方案與方法 3.4.1 組合導(dǎo)航方案 3.4.2 攝動(dòng)制導(dǎo) 3.4.3 迭代制導(dǎo) 3.5 運(yùn)載火箭發(fā)射控制技術(shù) 3.5.1 火箭射前工作內(nèi)容及流程 3.5.2 諸元準(zhǔn)備及生成 3.5.3 初始狀態(tài)的確定 3.5.4 零窗口發(fā)射 3.6 地面試驗(yàn)與仿真技術(shù) 3.6.1 六自由度仿真試驗(yàn)技術(shù) 3.6.2 制導(dǎo)姿控聯(lián)合六自由度仿真試驗(yàn)系統(tǒng) 參考文獻(xiàn) 第4章 測(cè)定軌與遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制 4.1 國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀 4.1.1 測(cè)定軌技術(shù)現(xiàn)狀 4.1.2 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制技術(shù)現(xiàn)狀 4.2 軌道確定及軌道預(yù)報(bào) 4.2.1 軌道力學(xué)基礎(chǔ) 4.2.2 軌道測(cè)量方法和模型 4.2.3 測(cè)量數(shù)據(jù)處理與誤差修正 4.2.4 交會(huì)對(duì)接中軌道確定及軌道預(yù)報(bào)的技術(shù)特點(diǎn) 4.2.5 空間環(huán)境模型參數(shù)辨識(shí)及其在交會(huì)對(duì)接中的應(yīng)用 4.3 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引優(yōu)化控制 4.3.1 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引變軌任務(wù)規(guī)劃模型 4.3.2 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引變軌任務(wù)規(guī)劃策略 4.3.3 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引應(yīng)急控制策略 4.4 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引精度分析 4.4.1 影響遠(yuǎn)距離導(dǎo)引精度的誤差因素 4.4.2 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引精度評(píng)估方法 4.4.3 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引精度仿真分析結(jié)論 參考文獻(xiàn) 第5章 自主交會(huì)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù) 5.1 國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展概述 5.1.1 聯(lián)盟／進(jìn)步號(hào)飛船 5.1.2 阿波羅飛船 5.1.3 航天飛機(jī) 5.1.4 DART 5.1.5 ATV 5.1.6 HTV 5.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.3 相對(duì)導(dǎo)航技術(shù) 5.3.1 相對(duì)測(cè)量系統(tǒng) 5.3.2 相對(duì)導(dǎo)航算法 5.3.3 相對(duì)導(dǎo)航濾波器設(shè)計(jì) 5.4 自動(dòng)交會(huì)制導(dǎo)控制技術(shù) 5.4.1 霍曼交會(huì) 5.4.2 蘭勃特交會(huì) 5.4.3 C―W制導(dǎo) 5.4.4 視線制導(dǎo) 5.4.5 平行交會(huì) 5.4.6 姿態(tài)控制 5.4.7 自動(dòng)交會(huì)制導(dǎo)控制仿真驗(yàn)證 5.5 手動(dòng)控制交會(huì)技術(shù) 5.5.1 概述 5.5.2 手控交會(huì)對(duì)接GNC系統(tǒng)組成及工作原理 5.5.3 控制方案及數(shù)學(xué)仿真驗(yàn)證 5.6 空間交會(huì)對(duì)接物理仿真試驗(yàn)技術(shù) 5.6.1 概述 5.6.2 歐洲交會(huì)對(duì)接GNC分系統(tǒng)半物理仿真 5.6.3 美國交會(huì)對(duì)接GNC系統(tǒng)半物理仿真 5.6.4 日本交會(huì)對(duì)接GNC系統(tǒng)半物理仿真 5.6.5 法國十二自由度對(duì)接動(dòng)力學(xué)仿真 5.6.6 美國交會(huì)對(duì)接十自由度全物理仿真 5.6.7 我國九自由度交會(huì)對(duì)接半物理仿真 參考文獻(xiàn) 第6章 空間對(duì)接技術(shù) 6.1 空間對(duì)接技術(shù)概述 6.1.1 空間對(duì)接任務(wù)和過程 6.1.2 對(duì)接技術(shù)的發(fā)展概述 6.2 對(duì)接機(jī)構(gòu)技術(shù) 6.2.1 系統(tǒng)組成和功能劃分 6.2.2 工作過程 6.2.3 捕獲導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 6.2.4 傳動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu) 6.2.5 連接密封分離機(jī)構(gòu) 6.2.6 對(duì)接分離控制 6.2.7 溫度控制 6.3 對(duì)接過程的仿真 6.3.1 對(duì)接過程仿真目的和模型假設(shè) 6.3.2 坐標(biāo)系定義和對(duì)接初始條件 6.3.3 對(duì)接動(dòng)力學(xué)建模 6.3.4 對(duì)接過程動(dòng)力學(xué)仿真 6.3.5 典型對(duì)接情況的仿真結(jié)果 6.4 對(duì)接機(jī)構(gòu)地面試驗(yàn) 6.4.1 任務(wù) 6.4.2 對(duì)接機(jī)構(gòu)地面試驗(yàn)方法 6.4.3 對(duì)接機(jī)構(gòu)的大型地面試驗(yàn)設(shè)備 參考文獻(xiàn) 第7章 交會(huì)對(duì)接任務(wù)系統(tǒng)仿真 7.1 系統(tǒng)仿真技術(shù)發(fā)展概況 7.2 交會(huì)對(duì)接工程系統(tǒng)仿真總體設(shè)計(jì) 7.2.1 系統(tǒng)仿真需求 7.2.2 仿真系統(tǒng)平臺(tái)與架構(gòu) 7.2.3 仿真系統(tǒng)組成 7.3 交會(huì)對(duì)接仿真建模 7.3.1 交會(huì)對(duì)接仿真模型體系 7.3.2 軌道動(dòng)力學(xué)模型 7.3.3 GNSS測(cè)量仿真模型 7.3.4 USB外測(cè)仿真模型 7.3.5 中繼衛(wèi)星仿真模型 7.4 仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析 7.4.1 仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì) 7.4.2 仿真結(jié)果分析 參考文獻(xiàn) 常用簡稱與縮寫詞