ОГЛАВЛЕНИЕ

От авторов .......................................... 4

Предисловие к первому изданию........................ 7

Предисловие ко второму изданию....................... 8

Основные обозначения................................ 10

Основные сокращения ................................ 12

Верхние и нижние индексы............................ 13

ВВЕДЕНИЕ........................................... 14

РАЗДЕЛ I. Орбитальное движение космических аппаратов.......... 21

Глава 1. Условия и окружающая среда космического полета 21

1.1. Вселенная (космос) ............................. 22

1.2. Солнечная система.............................. 25

1.3. Солнце....................................... 31

1.4. Земля и околоземное пространство................. 32

1.5. Планеты Земной группы (маленькие планеты)........ 39

1.6. Планеты Юпитеровой группы (гигантские планеты) ... 41

1.7. Плутон и Харон................................ 44

1.8. Приближенные модели атмосфер планет ............ 44

1.9. Спутники планет............................... 45

1.10. Малые тела. Астероиды и кометы................. 47

1.11. Метеоры и метеориты .......................... 50

1.12. Межпланетная среда........................... 51

Глава 2. Невозмущенное движение ..................... 52

2.1. Математическая модель невозмущенного движения КА . 53

2.2. Интеграл площадей............................. 56

2.3. Интеграл «живых сил» (энергии) .................. 57

2.4. Интегралы Лапласа............................. 58

2>5. Шестой интеграл уравнений невозмущениого движения 59

2.6. Определение произвольных постоянных............. 61

2.7. Переход к орбитальным координатам............... 62

2.8. Кеплеровы элементы невозмущенного движения...... 66

2.9. Общие свойства не возмущенного движения.......... 68

2.10. Эллиптическое движение ....................... 69

2.11. Круговые орбиты. Сфера действия ................ 70

2.12. Некоторые практические задачи.................. 72

2.13. Параболические орбиты......................... 74

2.14. Гиперболические орбиты........................ 76

Глава 3. Возмущенное движение........................ 79

3.1. Общая характеристика возмущений и возмущенного движения ........................................ 79

3.2. Задача n тел и методы ее решения.................. 83

3.3. Ограниченная задача трех тел и ее прикладные аспекты.......................................... 87

3.4. Гравитационные сферы.......................... 90

3.5. Метод оскулирующих элементов................... 93

3.6. Система дифференциальных уравнений движения в оскулирующих элементах...........96

3.7. Оценка изменений оскулирующих элементов.........100

3.8. Возмущения, вызываемые нецентральностью поля тяготения Земли...............................101

3.9. Возмущения, вызываемые сопротивлением атмосферы........................................103

3.10. Возмущения, вызываемые притяжением Солнца и Луны....................................104

3.11. Возмущения, вызываемые давлением солнечного света...................................106

3.12. Влияние начальных возмущений на движение ИСЗ по круговой орбите................106

3.13. Время существования КА на орбите ИСЗ ...........112

Глава 4. Межпланетные перелеты ......................115

4.1. Анализ задач экспедиций к планетам и телам Солнечной системы. Основные требования, предъявляемые к схемам полета ......................116

4.2. Формирование межпланетных орбит................121

4.3. формирование орбит с использованием гравитационных маневров...........................125

4.4. Классификация схем полета......................127

4.5. Оптимизация схем полета........................129

РАЗДЕЛ II. Определение орбит КА............................135

Глава 5. Определение невозмущенной орбиты по заданным условиям движения.........136

5.1. Определение орбиты по положению и скорости КА в начальный момент..................136

5.2. Определение орбиты по двум фиксированным положениям и фокальному параметру....137

5.3. Метод Гаусса для нахождения фокального параметра орбиты ..........................................139

5.4. Нахождение элементов орбиты по двум фиксированным положениям  аппарата............140

5.5. Определение орбиты по двум фиксированным положениям методом Ламберта—Эйлера................142

Глава 6. Определение орбиты и вектора состояния КА

по внешнетраекторным измерениям ...................146

6.1. Анализ технической реализуемости измерений состояния КА различными средствами..148

6.2. Схемы измерений ..............................150

6.3. Ошибки измерений .............................151

6.4. Метод определения орбиты по измерениям

наклонной дальности и скорости изменения дальности.....156

6.5. Характеристика методов обработки результатов измерений........................................157

6.6. Метод наименьших квадратов и его использование

при обработке результатов измерений ..................159

6.7. Метод максимального правдоподобия...............168

6.8. Основные положения методов определения параметров движения КА по выборке измерений нарастающего объема ..171

6.9. Методы определения вектора состояния КА

по измерениям текущих навигационных параметров ......175

Глава 7. Прогнозирование движения

космических аппаратов ..............................185

7.1. Прогнозирование движения ИСЗ методами численного интегрирования..................187

7.2. Аналитические методы прогнозирования движения ИСЗ ....................................189

7.3. Прогнозирование движения межпланетных КА.......192

РАЗДЕЛ III. Введение в теорию спутниковой навигации............193

Глава 8. Общие принципы построения и элементы баллистического обеспечения спутниковых навигационных систем...............................197

8.1. Структура, основные элементы и общая характеристика СНС...............198

8.2 Кинематические характеристики СНС...............206

8.3. Требования, предъявляемые к орбитальной структуре СНС....................212

8.4. Упрощенное определение структуры орбитальной группировки геометрическим методом……….214

8.5. Общая постановка задачи баллистического проектирования орбитальных структур СС..220

8.6. Влияние эволюции орбитальной структуры и управление СНС..................................229

Глава 9. Методы и точность решения навигационных задач с использованием СРНС....236

9.1. Основы построения алгоритмов навигационных определений ......................................237

9.2. Понятия об алгоритмах решения навигационных задач по выборке одновременных измерений и выборке нарастающего объема ......................240

9.3. Показатели точности навигационных определений .... 249

9.4. Синхронизация временных шкал ..................254

РАЗДЕЛ IV. Межорбитальные и локальные маневры космических аппаратов.........258

Глава 10. Маневры орбитального перехода...............260

10.1. Характеристики маневров, выполняемых под действием импульсной силы.......263

10.2, Энергетические затраты на импульсное изменение элементов орбиты и условия их минимизации............268

10.3. Общий подход к решению задач оптимизации управления маневрами околокруговых КА..............270

10.4, Основные виды импульсных орбитальных переходов КА ..........................274

Глава 11. Корректирующие маневры .................280

11.1. Элементы теории малых возмущений..............282

11.2. Корректируемые параметры .....................285

11.3. Понятие об области рассеивания в пространстве корректируемых параметров.....286

11.4. Математические основы двухпараметрической коррекции........................................287

11.5. Однопараметрическая коррекция.................289

11.6. Связанные коррекции ..........................290

11.7. Аналитическое определение корректирующих воздействий при различных составах управляемых параметров............................292

11.8. Особенности постановки задачи определения характеристик стохастической коррекции ..............296

11.9. Анализ стратегий коррекции движения АМС «Вега» ..299

Глава 12. Навигационное обеспечение и автономная навигация при выполнении межорбитальных маневров КА..........309

12.1. Особенности решения навигационной задачи

при автономном выполнении межорбитальных маневров ... 311

12.2. Моделирование базисных направлений и получение навигационной информации с помощью астрономических, гироскопических датчиков и комплексных навигационных систем пилотируемых и беспилотных КА ...............315

12.3. Методические погрешности и инструментальные ошибки построителей базисных направлений и бортовых астроизмерителей. Методы повышения точности измерений при решении навигационных задач....................319

12.4. Применение высокоточных радиоинтерферометрическнх измерений A DOR для межпланетной навигации...........329

Глава 13. Маневры сближения и встреча КА на орбите .... 332

13.1. Уравнения относительного движения КА...........335

13.2. Начальные условия для обеспечения встречи........340

13.3. Ближнее наведение с учетом действия относительного гравитационного ускорения..........................342

13.4. Математические основы методов ближнего наведения без учета действия относительного гравитационного ускорения........................................344

13.5. Измерение и оптимальное оценивание параметров сближения при выполнении локальных маневров КА......348

13.6. Синтез стратегий сближения на основе теории нечеткого управления...............................354

РАЗДЕЛ V. Снижение и посадка космических аппаратов на поверхность планет ............368

Глава 14. Спуск КА с орбиты искусственного спутника

Земли ................................................368

14.1. Общая схема спуска КА с использованием аэродинамического торможения........369

14.2. Внеатмосферный участок спуска..................372

14.3. Участок основного аэродинамического торможения ... 375

14.4. Участок мягкой посадки ........................385

14.5. Скользящий спуск.............................387

14.6. Планирующий спуск...........................410

Глава 15. Особенности спуска на поверхность Земли с лунных и межпланетных траекторий возвращения .....418

15.1. Коридор входа................................418

15.2. Возвращение от Луны ..........................420

15.3. Вход с гиперболическими скоростями..............422

15.4. Управление СА на гиперболических траекториях возвращения......................................423

15.5. Метод построения системы управления спуском......427

15.6. Описание алгоритма работы СУС на гиперболических траекториях...................429

Глава 16. Особенности спуска КА в атмосферах планет .... 433

16.1. Основные принципы исследования................433

16.2. Характеристика спуска в атмосфере Марса..........434

16.3. Требования, предъявляемые к СА при посадке на Марс..........................................436

16.4. Упрощение основной задачи спуска ...............437

16.5. Оптимальное управление КА на участке

реактивного торможения............................438

16.6. Оптимальное управление КА на парашютно-реактивном участке спуска....................439

16.7. Оптимальное управление на участке основного аэродинамического торможения.......441

16.8. Спуск в атмосфере Юпитера .....................442

16.9. Анализ траекторий спуска с постоянным качеством ... 443

16.10. Управляемый спуск КА в атмосфере Юпитера ......445

РАЗДЕЛ VI. Баллистико-иавигационное беспечение управления полетом КА...........447

Глава 17. Системно-теоретические основы управления космическими полетами...............449

17.1. Эволюция функций и задач НАКУ:

учет многоуровневой иерархии его структуры............450

17.2. Математическая модель функционирования автоматизированной системы управления технологическим циклом БНО......................................456

17.3. Особенности постановки задачи БНО при действии возмущений ......................................465

17.4. Организационно-технические аспекты использования оперативного БНО........................468

17.5. Требования, предъявляемые к БНО ...............472

Глава 18. Методические особенности решения баллистико-навигационных задач при оперативном управлении КА .. 473

18.1. Специальное программно-математическое обеспечение решения задач БНО...........475

18.2. Расчет стандартной баллистической информации , , . , 478

18.3. Некоторые особенности решения задач расчета маневров

и коррекции траектории полета КА.....................485

18.4. Особенности БНО полета автоматических межпланетных  станций........................489

18.5. Баллистико-навигационное обеспечение спуска КА ... 495

Глава 19. Баллистико-навигационное обеспечение возвращения на Землю КА, выработавших свой ресурс .. 500

19.1. Постановка задачи спуска с орбиты КА, выработавших ресурс...............................502

19.2. Анализ возможных вариантов стратегий спуска......504

19.3. Управление полетом ОК «Мир» на завершающем этапе его  работы.........................510

19.4. Практическая реализация завершающих динамических операций по

спуску ОК «Мир» ........................525

ЛИТЕРАТУРА .........................................531

 

 

(“Баллистика и навигация космических аппаратов” Н.М. Иванов, Л.Н. Лысенко 2004)

Эту книгу Вы можете скачать на: www.librus.ru/

 

 

Хостинг от uCoz