航天器轨道力学

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航天器轨道力学视频慕课课程简介：

航天器轨道力学是以各类航天器为研究对象，分析它们在万有引力及其它外力作用下的运动特性及控制规律的一门科学。轨道力学与航天器总体设计、载荷设计、控制系统设计等领域密切相关，是航天器型号设计、飞行试验、飞行仿真和应用的理论基础。

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航天器轨道力学课程列表：

第一篇 轨道力学预备知识

-第1讲 天体力学到轨道力学

--1.1 天体力学的萌芽

--1.2 天体力学的诞生及发展

--1.3 从天体力学到轨道力学

--1.4 轨道力学在航天中的地位与作用

-第2讲 太阳系与空间环境

--2.1 太阳与大行星

--2.2 小天体

--2.3 地月系统

-第3讲 坐标系统

--3.1 坐标系的定义及转换

--3.2 天球坐标系

--3.3 地球坐标系

-第4讲 时间系统

--4.1 世界时

--4.2 原子时与力学时

-第5讲 质点动力学原理

--5.1 运动学与动力学

--5.2 运动矢量的时间导数

--5.3 相对运动

-参考资料

-第一篇测试题

第二篇 二体问题

-第1讲 二体问题一般解

--1.1 二体问题及其矢量方程

--1.2 积分常数

--1.3 运动方程

--1.4 活力公式

--1.5 速度的分解

--1.6 二体问题的解小结

-第2讲 二体轨道特性

--2.1 椭圆轨道

--2.2 抛物线和双曲线轨道

-第3讲 位置与时间的关系

--3.1 椭圆轨道时间方程：偏近点角的概念

--3.2 椭圆轨道时间方程：开普勒方程

--3.3 抛物线和双曲线轨道时间方程

-第4讲 二体轨道初值问题

--4.1 用偏近点角表示位置和速度矢量

--4.2 初值问题的求解

-第5讲 轨道根数

--5.1 轨道根数的定义

--5.2 由位置速度计算轨道根数

--5.3 由轨道根数计算位置速度

-参考资料

-第二篇测试题

第三篇 轨道摄动

-第1讲 轨道摄动方程及其求解方法

--1.1 轨道摄动方程及其求解

-第2讲 地球非球形摄动

--2.1 地球形状与引力场

--2.2 地球扁率对轨道的影响

-第3讲 大气阻力摄动

--3.1 大气阻力摄动

-第4讲 其它摄动

--4.1 第三体引力摄动

--4.2 太阳光压摄动

--4.3 与航天器设计有关的摄动

-参考资料

-第三篇测试题

第四篇 轨道确定

-第1讲 轨道确定基本内涵

--1.1 轨道确定的涵义与步骤

--1.2 定轨数据的获取方法

-第2讲 雷达观测定轨

--2.1 测站地平坐标系

--2.2 单雷达站单点观测定轨

--2.3 纯位置矢量定轨

-第3讲 光学观测定轨

--3.1 拉普拉斯方法

--3.2 改进的拉普拉斯方法

-第4讲 二体轨道边值问题

--4.1 边值问题的定义

--4.2 最小能量椭圆

-第5讲 兰伯特定理

--5.1 兰伯特定理的证明

--5.2 拉格朗日方程

-第6讲 兰伯特定轨

--6.1 兰伯特定轨

-第7讲 精密轨道确定

--7.1 精密轨道确定

-参考资料

-第四篇测试题

第五篇 近地轨道特性与特殊轨道

-第1讲 无旋地球假设下的星下点轨迹

--1.1 星下点轨迹的概念

--1.2 星下点轨迹建模

--1.3 星下点轨迹特性分析

-第2讲 旋转地球假设下的星下点轨迹

--2.1 星下点轨迹建模

--2.2 星下点轨迹特性分析

-第3讲 卫星对地覆盖

--3.1 卫星瞬时对地覆盖

--3.2 圆轨道卫星对地覆盖带

--3.3 星载设备瞬时对地覆盖

-第4讲 典型航天器轨道及其特性

--4.1 回归轨道与准回归轨道

--4.2 太阳同步轨道与冻结轨道

--4.3 太阳同步轨道与冻结轨道

-第5讲 卫星星座与航天任务轨道选择

--5.1 卫星星座及其应用

--5.2 航天任务与轨道选择

-参考资料

-第五篇测试题

第六篇 机动轨道设计

-第1讲 轨道机动概述与轨道调整

--1.1 轨道机动概述

--1.2 轨道调整

-第2讲 轨道改变

--2.1 共面轨道改变

--2.2 异面轨道改变：仅改变轨道面

--2.3 异面轨道改变：一般异面轨道改变

-第3讲 轨道转移

--3.1 霍曼轨道转移

--3.2 双椭圆轨道转移

--3.3 共面圆轨道多冲量转移

-参考资料

-第六篇测试题

第七篇 行星及月球探测轨道设计

-第1讲 N体问题

--1.1 N体问题运动方程

--1.2 N体问题的十个积分

-第2讲 拉普拉斯影响球

--2.1 N体问题的相对运动

--2.2 拉普拉斯影响球的确定

-第3讲 行星探测日心轨道设计

--3.1 双共切椭圆轨道

--3.2 单共切椭圆轨道

-第4讲 行星探测地心轨道设计

--4.1 行星探测地心轨道设计

-第5讲 行星探测行星中心轨道设计

--5.1 行星中心轨道确定

--5.2 近旁转向技术

-第6讲 月球探测轨道设计

--6.1 月球探测轨道设计

-第7讲 圆形限制性三体问题

--7.1 圆形限制性三体问题运动方程

--7.2 雅克比积分

-第8讲 拉格朗日平动点

--8.1 平动点的定义与位置

--8.2 平动点附近的周期轨道

-参考资料

-第七篇测试题

附一：课程参考资料

-课程参考教材

附二：GMAT软件学习区（仅作为学习参考，不计入成绩）

-Room 1: GMAT开发者教学视频

--GMAT Training Part1: Logistics（课程简介）

--GMAT Training Part2: Introduction（软件入门）

--GMAT Training Part3: Simulating An Orbit (仿真一条轨道)

--GMAT Training Part4: Introduction to the GMAT Software (关于GMAT功能和使用的详细介绍)

--GMAT Training Part5: Tour of the Script Language (GMAT中脚本语言的使用)

--GMAT Training Part6: Simple Orbit Transfer (简单的轨道转移)

--GMAT Training Part7：Mars B-Plane Targeting（火星B平面瞄准）

--GMAT Training Part8：Target Finite Burn to Raise Apogee（有限推力轨道机动抬升远地点）

--GMAT Training Part9：Optimal Lunar Flyby using Multiple Shooting(多重打靶法设计最优月球近旁转向轨道)

--GMAT Training Part10: Help (帮助使用)

航天器轨道力学开设学校：国防科技大学

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