载人登月多段自由返回轨道及受摄交会问题研究

作者
李京阳
丛书名
清华大学优秀博士学位论文丛书
出版社
清华大学出版社
ISBN
9787302477983
简要
简介
内容简介 21世纪初,美、欧、中相继提出空间探测计划,载人登月被赋予了全新的含义和使命。本书应时代背景,尝试解决工程任务设计中所遇到的轨道动力学问题,研究了精细模型下月球附近交会对接和全月面覆盖变轨策略,提出了全程可自由返回的载人多段自由返回轨道,并确定了地月转移新型轨道设计方案。 本文可作为力学、数学、航空航天等方向的教学、科研及工程技术人员的参考用书。
目录

第1章绪论
1.1研究背景与意义
1.2研究现状综述
1.2.1载人登月轨道研究
1.2.2地月间转移轨道研究
1.2.3地球和月球附近交会对接
1.2.4全月面覆盖
1.3本文的工作和创新点
1.3.1本文的工作
1.3.2主要创新点

第2章月球探测器转移轨道和发射窗口特性
2.1引言
2.2地月引力空间转移轨道解析模型
2.2.1地月引力场模型
2.2.2地月转移轨道设计
2.2.3月地转移轨道设计
2.3地月间发射窗口
2.3.1地球出发窗口
2.3.2月面上升窗口
2.3.3月球返回窗口
2.4高精度模型修正
2.5本章小结

第3章载人登月多段自由返回轨道
3.1引言
3.2多段自由返回轨道
3.2.1轨道定义
3.2.2多段自由返回轨道构建
3.2.3中途转移脉冲
3.3多段自由返回轨道特性分析
3.3.1轨道特性
3.3.2发射窗口
3.4高精度模型修正
3.5本章小结

第4章基于伪状态理论高精度多段自由返回轨道
4.1引言
4.2伪状态理论
4.3伪状态模型下多段自由返回轨道设计
4.3.1奔月段自由返回轨道
4.3.2QuasiLambert问题
4.3.3绕月段自由返回轨道
4.3.4初值修正
4.4绕月段与月球返回段轨道特性
4.5高精度模型下数值评估
4.6本章小结

第5章月球着陆器自主交会对接变轨策略规划
5.1引言
5.2交会对接线性化模型
5.2.1相对运动状态转移矩阵
5.2.2初始与末端条件
5.2.3交会对接方程组
5.3多模型迭代
5.4数值仿真
5.5本章小结

第6章考虑J2摄动月球附近交会对接局部最优控制
6.1引言
6.2受摄相对运动状态转移矩阵
6.3交会对接变轨策略优化
6.3.1目标函数与约束
6.3.2解析梯度推导
6.3.3目标函数与过程以及终端约束梯度
6.4数值仿真算例
6.4.1简化的GimAlfriend状态转移矩阵精度
6.4.2交会对接过程优化算例
6.4.3有限推力模型下变轨策略
6.4.4交会对接轨迹分析
6.5本章小结

第7章全月面覆盖变轨策略
7.1引言
7.2多段自由返回轨道
7.2.1限制性三体模型
7.2.2轨道一般特性
7.3全月面覆盖变轨策略规划
7.3.1二体模型下变轨策略规划
7.3.2高精度模型下修正
7.4数值仿真算例
7.5本章小结

第8章结论
8.1研究总结
8.2展望

参考文献附录ATrustRegion Dogleg算法附录B简化的GimAlfriend状态转移矩阵


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