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| 內容簡介： |
空间操控是指利用航天器对空间物体进行操作和控制，包括在轨服务、空间环境维护等应用模式。空间操控技术的发展，使得航天器在其寿命周期内可以被维修、维护和升级，可能从根本上改变传统航天器系统建设的固有模式和思路。本书围绕在轨抵近、交会、绕飞/伴飞、操作、撤离等任务，重点介绍空间操控概述、空间操控技术的发展历程、轨道动力学基础、远程轨道机动、近程轨道机动、空间机器人等内容。
本书可作为高等院校飞行器设计、航天器动力学与控制等专业本科生/研究生的教材，也可供相关领域的研究、设计人员作为参考用书。
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目录
第 1 章 空间操控概述
1.1 基本概念1.2 任务分类1.2.1 在轨服务1.2.2 空间环境维护1.3 空间操控任务过程1.3.1 交会对接任务过程1.3.2 空间操控任务过程1.4 空间操控任务飞行器1.4.1 系统组成1.4.2 空间操控系统的特殊要求1.4.3 空间机器人系统1.4.4 空间网飞系统第 2 章 空间操控技术的发展历程
2.1 早期技术探索阶段2.2 有人空间操控初步应用阶段2.2.1 在轨卫星的捕获、回收与部署2.2.2 “太阳峰年任务” 卫星的在轨维修2.2.3 国际通信卫星在轨维修2.2.4 哈勃空间望远镜的在轨维修2.2.5 国际空间站的在轨组装与维护2.2.6 对 “发现” 号航天飞机的在轨维修2.3 无人空间操控验证及应用阶段2.3.1 空间机器人试验2.3.2 自主抵近及拍照试验2.3.3 机动及平台技术试验2.3.4 首次商业卫星延寿任务：MEV-12.4 小结第 3 章 轨道动力学基础
3.1 近地航天器二体轨道基础3.1.1 二体问题及其运动方程3.1.2 椭圆轨道几何关系3.1.3 坐标系定义3.1.4 经典轨道根数3.1.5 其他轨道参数3.2 近地航天器轨道摄动3.2.1 轨道摄动基本概念3.2.2 轨道摄动方程3.2.3 地球非球形引力摄动3.2.4 其他摄动第 4 章 远程轨道机动
4.1 轨道机动概述4.1.1 轨道机动基本概念4.1.2 轨道机动的分类4.1.3 推进剂消耗问题4.1.4 速度增量的两种表示方法4.2 轨道调整4.2.1 轨道调整基本方法4.2.2 轨道周期调整4.2.3 半长轴和偏心率的调整4.2.4 轨道面调整4.3 轨道改变4.3.1 轨道改变基本方法4.3.2 共面轨道改变4.3.3 轨道面改变4.3.4 一般异面轨道改变4.4 轨道转移4.4.1 轨道转移基本方法4.4.2 共面圆轨道间的最优转移4.4.3 共面共拱线椭圆轨道间的最优转移4.4.4 非共面圆轨道间的最优转移第 5 章 近程轨道机动
5.1 相对运动方程5.1.1 相对运动动力学方程的推导与计算5.1.2 相对运动方程在轨道面内的应用分析5.1.3 相对运动方程在轨道面外的应用分析5.2 典型绕飞轨道设计5.2.1 自然椭圆绕飞轨道5.2.2 巡游绕飞轨道5.2.3 水滴形绕飞轨道5.2.4 受迫圆形绕飞轨道5.2.5 多脉冲强迫绕飞轨道5.2.6 太阳随动绕飞轨道5.2.7 自然圆形绕飞轨道5.3 典型掠飞轨道设计5.3.1 拱形掠飞轨道5.3.2 直线掠飞轨道5.4 典型抵近轨道设计5.4.1 邻近圆轨道下的平行接近5.4.2 双脉冲交会轨道设计5.4.3 多脉冲斜滑接近轨道设计5.5 几种强制运动轨道的设计5.5.1 相对静止运动5.5.2 相对水平直线运动5.5.3 相对垂直直线运动5.5.4 任意直线运动5.5.5 轨道面内任意椭圆运动5.5.6 轨道面内的极坐标曲线运动5.5.7 水平面内的强制运动第 6 章 空间机器人运动学
6.1 空间机器人概述6.1.1 基本概念6.1.2 系统组成6.1.3 工作模式6.1.4 应用需求6.2 空间机器人运动学基础6.2.1 空间机器人一般模型6.2.2 刚体的姿态描述6.2.3 齐次变换矩阵6.2.4 机器人 D-H 法6.3 空间机器人位置级运动学6.3.1 位置级运动学方程一般式6.3.2 不同构型机械臂的运动学方程6.4 空间机器人速度级运动学6.4.1 速度级运动学方程一般形式6.4.2 基座位姿稳定模式6.4.3 基座姿态受控模式6.4.4 自由漂浮模式参考文献
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前 言
本书是近年来航天工程大学空间操控原理及应用课程的教学实践总结，凝聚了课程组教师历年来的教学经验和成果。本书作者力求保持课程的基本体系和风格，并结合近年来学校对于课程的调整，编写此书以满足当前的教学要求。
作者根据多年来在空间操控原理及应用课程教学中的经验，在汲取各类相关教材精华内容的基础上，结合本校教学特点与要求，编写了一套既能融合传统轨道力学理论知识，又能融合空间操控技术发展的起点高、内容广的新型教材，以适应教学改革的要求。
相比于传统相关轨道力学教材，本书在以下几个方面做出了探索性的改革：探索空间操控教学体系。作者首先从空间操控的基本概念、任务分类、过程与飞行器等方面入手，介绍了空间操控原理的当前发展现状，并在此基础上从空间操控的初步应用到验证及应用，循序渐进地介绍了空间操控原理的发展历程，力求加深读者对于空间操控原理的理解。拓展传统轨道设计框架。考虑到现今学校课程的安排，本课程所涉及的传统轨道力学知识，学生们已经有了相当的基础，作者对于该部分内容进行了精炼。重点拓展了近程轨道机动的内容，突出非典型相对运动轨道的设计方法，并推导了解析计算公式，可在不同任务场景下快速计算。新兴技术的引入。考虑到未来空间技术发展的多样性，作者根据课程组多年积累的教学经验，加入了对于空间机器人部分的介绍。该部分内容从空间机器人的概念和动力学模型等多个方面向读者展示了该项技术在空间操控任务中的现状与应用。
总之，作者根据当前的教学形式和要求，结合课程组多年积累的教学经验，撰写了这本既能适应课程要求又能有所突破和创新的《空间操控原理及应用》，但限于编者的水平，书中难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。
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