本书源于作者对航天工程院校学生近十年的轨道力学教学中所形成的一系列笔记。全书共分11章。第1章主要回顾了在牛顿运动定律以及万有引力定律条件下的三维空间中的矢量运动学。第2章介绍了经典二体问题的矢量解法，同时还为轨道分析提供了一系列工程计算公式。第3章主要推导不同轨道条件下与位置和时间相关的开普勒方程，同时介绍了全局变量的概念。第4章描述了三维空间中的轨道形态，并阐述了地球扁率、非球形等主要影响。第5章重点讲述了初始轨道的确定方法，即吉伯斯法、高斯法和兰伯特问题的解法。此外，本章还对地球坐标系统、儒略日计算和恒星时的相关知识进行了简要介绍。第6章着重介绍了一些利用脉冲速度增量进行轨道转移的常用方法，即霍曼转移法、共面轨道相位调节法和非共面轨道平面变换法。第7章推导并运用了相对运动方程来解决双脉冲交会问题。第8章对行星际太空任务的基本问题作了介绍。第9章主要讲述了刚体动力学的基本知识，这些知识对于分析在轨卫星姿态是十分重要的。第10章主要介绍了通过喷气推进、陀螺和其他设备来改变、稳定和控制航天器姿态的一些常用方法。第11章对多级运载火箭的特点和设计进行了简要介绍。
前言
第1章 质点动力学
1.1 引言
1.2 运动学
1.3 质量、力和牛顿万有引力定律
1.4 牛顿运动定律
1.5 运动矢量的时间导数
1.6 相对运动
习题
第2章 二体问题
2.1 引言
2.2 惯性系中的运动方程
2.3 相对运动方程
2.4 角动量和轨道方程
2.5 能量定律
2.6 圆轨道(e=0)
2.7 椭圆轨道(0 2.8 抛物线轨道(e=1)
2.9 双曲线轨道(e>1)
2.10 近焦点坐标系
2.11 拉格朗日系数
2.12 限制性三体问题
习题
第3章 轨道位置的时间函数
3.1 引言
3.2 近地点时刻
3.3 圆轨道
3.4 椭圆轨道
3.5 抛物线轨道
3.6 双曲线轨道
3.7 全局变量
习题
第4章 三维空间中的轨道
4.1 引言
4.2 地心赤经－赤纬坐标系
4.3 状态向量与地心赤道坐标系
4.4 轨道根数与状态向量
4.5 坐标变换
4.6 地心赤道和近焦点坐标系间的坐标变换
4.7 地球扁率的影响
习题
第5章 初始轨道确定
5.1 引言
5.2 吉伯斯三位置矢量定轨法
5.3 兰伯特问题
5.4 恒星时
5.5 测站坐标系
5.6 测站赤道坐标系
5.7 测站地平坐标系
5.8 角度与斜距观测数据的初始轨道确定
5.9 单纯角度观测数据的初始轨道确定
5.10 初始轨道确定的高斯方法
习题
第6章 轨道机动
6.1 引言
6.2 脉冲机动
6.3 霍曼转移
6.4 双椭圆霍曼转移
6.5 调相机动
6.6 共拱线的非霍曼转移
6.7 拱线转动
6.8 追击
6.9 非共面机动
习题
第7章 相对运动与交会
7.1 引言
7.2 轨道上的相对运动
7.3 轨道相对运动方程的线性化
7.4 Clohessy-Wiltshire方程
7.5 双脉冲交会机动
7.6 邻近圆轨道上的相对运动
习题
第8章 行星际轨道
8.1 引言
8.2 行星际霍曼转移
8.3 交会窗口
8.4 影响球
8.5 圆锥曲线拼接法
8.6 行星际出发
8.7 敏感度分析
8.8 行星际交会
8.9 行星际飞越
8.10 行星星历表
8.11 非霍曼行星际转移轨道
习题
第9章 刚体动力学
9.1 引言
9.2 运动学
9.3 平动方程
9.4 转动方程
9.5 转动惯量
9.6 欧拉方程
9.7 动能
9.8 旋转陀螺
9.9 欧拉角
9.10 俯仰角、偏航角和滚转角
习题
第10章 卫星姿态动力学
10.1 引言
10.2 无外力矩的自由运动
10.3 无外力矩自由运动的稳定性
10.4 双自旋航天器
10.5 章动阻尼器
10.6 圆锥机动
10.7 姿态控制推力器
10.8 yo-yo消旋原理
10.9 陀螺姿态控制
10.10 重力梯度稳定
习题
第11章 火箭动力学
11.1 引言
11.2 运动方程
11.3 推力方程
11.4 火箭性能
11.5 自由空间中的火箭分级问题
11.6 最佳级数
习题
附录A 物理数据
附录B 导读图
附录C N体运动方程的数值积分法
附录D MATLAB算法
附录E 球体的引力势能
参考文献
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