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第一篇 空间飞行器总体设计2

第1章 人类飞天历程回眸2

1.1 早期火箭2

1.2 航天的理论基础4

1.3 现代航天先驱6

1.4 第二次世界大战的航天8

1.5 进入航天时代9

1.6 轨道器和探测器15

1.7 航天进入商业的新时代17

第2章 空间飞行器总体设计概述20

2.1 空间飞行器总体设计20

2.2 空间飞行器总体设计的内容20

2.3 从飞行任务角度认识载荷21

2.3.1 载荷的种类21

2.3.2 载荷的地位21

2.3.3 载荷的输出22

2.4 认识航天大系统22

2.5 空间飞行器总体设计概念23

2.6 空间飞行器的设计过程25

2.7 空间飞行器工程的最终设计极限26

2.8 从航天器飞行时间角度看航天器总体设计27

2.8.1 飞往金星需要多长时间27

2.8.2 飞往月球需要多长时间29

2.8.3 飞往冥王星需要多长时间33

2.8.4 飞往木星需要多长时间34

2.8.5 飞往土星需要多长时间36

第3章 空间飞行器轨道分析38

3.1 开普勒二体问题38

3.2 典型轨道分析42

3.2.1 圆轨道（e=0）42

3.2.2 椭圆轨道（0＜e＜1）43

3.2.3 抛物线轨道（e=1）46

3.2.4 双曲线轨道（e＞1）48

3.3 轨道机动50

3.3.1 脉冲机动50

3.3.2 霍曼转移51

3.3.3 双椭圆霍曼转移52

3.3.4 调相机动53

3.3.5 共拱线非霍曼转移54

第4章 了解新概念航天器的发展57

4.1 基于纳型卫星组成的“天基镜群”57

4.1.1 基于航天器群建立的“天基镜群”57

4.1.2 “天基镜群”的性能分析59

4.1.3 应用价值分析60

4.2 飞星星群的关键技术与应用分析60

4.2.1 飞卫星的概念60

4.2.2 100g级飞卫星的功能性设计61

4.2.3 星群GN＆C策略设计63

4.2.4 合成孔径应用分析64

4.2.5 应用价值与前景66

4.3 一种可以装进衣兜的微小航天器66

4.3.1 未来航天器及其应用66

4.3.2 未来深空探索任务的瓶颈之一67

4.3.3 基于仿生的微型推进器68

4.3.4 微射流电推进器的工作原理69

4.3.5 微推进器的应用70

4.4 气体行星漂浮探测器70

4.4.1 各种行星探测器70

4.4.2 漂浮机器人70

4.4.3 不同于以往的木星探测器71

4.4.4 从大自然中获得灵感71

4.4.5 未来的关键技术72

4.5 未来五种太空任务设想72

4.5.1 漂浮在金星云层的世界里73

4.5.2 生活在土卫六的海洋里73

4.5.3 行走在木卫二的冰层下74

4.5.4 捕获小行星74

4.5.5 星际旅游75

第二篇 认识与使用STK78

第5章 建立复杂系统模型78

5.1 创建新场景78

5.2 STK工作区80

5.2.1 STK工作区的组成80

5.2.2 操控与认识STK工作区80

5.3 插入和配置STK对象82

5.4 3D对象的编辑86

5.4.1 STK 3D对象编辑工具栏86

5.4.2 3D对象编辑工具86

5.5 自己动手完成一些例子87

5.5.1 题目一87

5.5.2 题目二89

5.5.3 题目三89

第6章 任务分析仿真91

6.1 对象属性91

6.1.1 属性定义介绍91

6.1.2 修改对象的属性91

6.2 简单访问94

6.2.1 什么是访问94

6.2.2 地面位置的访问计算94

6.3 报告和图形管理器的应用98

6.3.1 报告和图形98

6.3.2 保存自定义制报告或图表作为快速报告或图表100

6.4 自己动手完成一些例子102

6.4.1 题目一102

6.4.2 题目二106

第7章 扩展STK功能和工作分享108

7.1 扩展STK功能108

7.1.1 “Object Model”模型和“Connect”模块108

7.1.2 例子108

7.2 工作分享112

7.2.1 另存VDF场景文档112

7.2.2 电影时间轴线工具115

第三篇 应用STK的航天任务分析120

第8章 应用STK的探月卫星编队任务的设计与分析120

8.1 探月卫星编队轨道设计简介120

8.2 绕地飞行轨道设计分析121

8.3 地月转移轨道仿真分析131

8.4 绕月轨道仿真分析135

第9章 STK在星座设计与分析中的应用143

9.1 星座设计理论143

9.2 星座性能评价144

9.3 典型星座仿真与分析144

9.3.1 全球星（Global Star）144

9.3.2 铱星（Iridium）星座仿真分析145

9.3.3 “闪电”轨道卫星（Molniya）仿真分析146

9.3.4 北斗／GPS联合导航星座仿真分析148

9.4 卫星星座设计及其覆盖性能分析152

9.4.1 星座设计参数影响分析152

9.4.2 仿真实例分析153

第10章 STK在卫星编队设计与分析中的应用172

10.1 卫星编队飞行172

10.2 典型编队的性能仿真分析173

10.2.1 Techsat-21编队设想173

10.2.2 TanDEM-X项目174

10.2.3 GRACE项目175

10.3 小卫星编队队形设计177

10.3.1 约定与假设条件177

10.3.2 坐标系定义177

10.3.3 Hill方程简化178

10.4 基于STK的编队设计与仿真模型179

10.5 小卫星编队设计与仿真183

10.5.1 同面绕飞编队设计183

10.5.2 异面绕飞编队设计184

10.6 卫星编队在轨协同管理仿真演示185

10.6.1 任务行为规划及建模186

10.6.2 STK场景设计189

10.6.3 MATLAB数值仿真及STK效果演示191

附录 第10章 仿真对应代码195

参考文献209