航天器自动交会对接

航天器自动交会对接
出版时间：2013年版
内容简介
　　介绍了航天器交会对接过程中的逼近策略、对接接触策略和整个过程中的系统概念。
目录
第1章绪论
1.1背景
1.2交会过程的复杂性
1.3目的和范围 第2章交会任务的各个阶段
2.1发射和入轨
2.1.1发射窗口
2.1.2轨道面和轨道参数的定义
2.1.3发射作业的适应度
2.1.4发射末段航天器的状态
2.2调相并转移到目标航天器轨道附近
2.2.1调相的目标和终了状态
2.2.2修正时间偏差和轨道参数
2.2.3交会中参考坐标系
2.2.4前向/反向调相
2.2.5各个任务阶段的不同调相策略
2.2.6初始瞄准点的定位
2.2.7进入门替代瞄准点方案
2.2.8开环机动的最终精度
2.3远程交会作业
2.3.1远程交会的目的和目标
2.3.2交会时的相对导航
2.3.3轨道因素和弹性时间因素
2.3.4与目标航天器的通信联系
2.4近程交会操作
2.4.1接近
2.4.2最后逼近
2.5对接或停靠
2.5.1目标和终极条件
2.5.2关于捕获问题的讨论
2.6撤离
2.6.1撤离段的目标和终端条件
2.6.2撤离的限制和问题 第3章轨道动力学和轨道要素
3.1参考坐标系
3.1.1地心赤道坐标系Feq
3.1.2轨道平面坐标系Fop
3.1.3航天器本体轨道坐标系Flo
3.1.4航天器姿态坐标系Fa
3.1.5航天器几何坐标系Fge
3.2轨道动力学
3.2.1围绕某一中心体的轨道运动
3.2.2轨道修正
3.2.3在目标参考坐标系中的运动方程
3.3关于轨道类型的讨论
3.3.1自由漂移运动
3.3.2脉冲机动
3.3.3连续推力机动
3.4关于运动方程的总结 第4章逼近安全和避撞
4.1轨道安全与轨迹偏离
4.1.1故障公差和轨道设计要求
4.1.2轨道安全的设计原则
4.1.3轨道偏差的成因
4.2轨道摄动
4.2.1残留大气的阻力
4.2.2地球势能异常产生的摄动
4.2.3太阳压力
4.2.4羽流在追踪航天器和目标航天器之间的动态作用
4.3航天器系统产生的轨道偏差
4.3.1导航偏差引起的轨道偏差
4.3.2推进偏差引起的轨道偏差
4.3.3推进器故障导致的轨道偏差
4.4轨道偏差的防护措施
4.4.1主动轨道保护
4.4.2被动轨道保护
4.5避撞机动 第5章逼近策略的设计因素
5.1逼近策略的约束条件概述
5.2发射和调相的约束
5.2.1交点的漂移
5.2.2到达时间的调整
5.3几何约束和设备约束
5.3.1目标捕获接口的位置和方向
5.3.2交会敏感器的作用范围
5.4同步监控的需要
5.4.1日光照明
5.4.2通信窗口
5.4.3航天员的活动
5.4.4调相和逼近中的时间—弹性因素
5.5船载资源和操作储备
5.6由目标站确定的逼近原则
5.7逼近方案实例
5.7.1逼近方案：案例1
5.7.2逼近方案：案例2
5.7.3逼近方案：案例3 第6章航天器船载交会控制系统
6.1任务和功能
6.2制导、导航和控制
6.2.1导航滤波器
6.2.2制导功能
6.2.3控制功能
6.3模式排序和设备管理
6.4故障识别和修复概念
6.5与自动系统的远程交互
6.5.1与GNC功能的交互
6.5.2对自动GNC系统的人工状态更新
6.5.3人工在回路的自动GNC系统 第7章交会导航敏感器
7.1基本的测量需求和概念
7.1.1测量需求
7.1.2测量原理
7.2射频敏感器
7.2.1距离和距离变化率的测量原理
7.2.2方向和相对姿态的测量原理
7.2.3测量环境和干扰
7.2.4对射频敏感器应用的综合评估
7.2.5实例：俄罗斯Kurs系统
7.3绝对卫星导航和相对卫星导航
7.3.1导航卫星系统简介
7.3.2用户部分的导航处理
7.3.3差分GPS和相对GPS的功能原理
7.3.4测量环境和干扰
7.3.5空间交会对接中卫星导航的总体评估
7.4光学交会敏感器
7.4.1激光扫描测距仪
7.4.2摄像交会敏感器
7.4.3测量环境和干扰
7.4.4对交会光学敏感器的总体评估 第8章结构对接系统
8.1对接和停靠的基本概念
8.1.1对接操作
8.1.2停靠操作
8.1.3对接和停靠的共同点和主要不同点
8.2对接和停靠装置类型
8.2.1设计动因
8.2.2中心对接装置和周边对接装置的比较
8.2.3对接装置的异体同构设计
8.2.4非加压的对接/停靠装置
8.2.5对接和停靠装置举例
8.3接触动力学/捕获
8.3.1接触时的动量转换
8.3.2冲击减振动力学
8.3.3动量转换和冲击减振举例
8.3.4捕获中冲击减振装置和对准装置
8.3.5捕获装置
8.3.6GNC和对接系统的接口
8.4最终连接的组件
8.4.1结构锁
8.4.2密封 第9章空间和地面的系统设置
9.1空间和地面段的功能和任务
9.1.1交会任务中的一般系统设置
9.1.2控制职责和控制级别
9.2地面段对RVD的监视和控制
9.2.1监管控制的概念
9.2.2地面操作员所用的支持工具的功能
9.2.3目标站航天员的监测和控制功能
9.3通信限制
9.3.1数据传递的可靠性
9.3.2数据传输限制 第10章验证与确认
10.1验证与确认的局限性
10.2开发过程中的RVD验证/确认方法
10.2.1交会和对接的独有特性
10.2.2开发周期中的验证阶段
10.3验证的方法和工具
10.3.1任务定义和可行性分析阶段
10.3.2设计阶段
10.3.3开发阶段
10.3.4操作方法和远程操作员工具的验证
10.3.5飞行产品生产阶段
10.4飞船部件和轨道环境的数学建模
10.4.1用于RV控制系统测试的环境仿真的数学建模
10.4.2接触动力学仿真的建模
10.5模型、工具和设备的确认
10.5.1GNC环境仿真模型的确认
10.5.2接触动力学仿真模型的确认
10.5.3仿真项目和激励设备的确认
10.6RVD的主要仿真器和设备
10.6.1基于数学建模的验证设备
10.6.2光学敏感器激励设备的实例
10.6.3对接的动态激励设备
10.7RVD/B技术的在轨演示
10.7.1在轨演示的目的和局限
10.7.2关键特征和装备的演示
10.7.3RV系统和操作的在轨演示 附录A运动动力学（Finn Ankersen著）
A.1圆轨道的相对运动方程
A.1.1一般系统的微分方程
A.1.2近似解
A.1.3特殊解
A.1.4离散时间状态空间系统
A.1.5移动椭圆公式
A.2姿态动力学和运动学
A.2.1方向余弦矩阵（DCM）
A.2.2非线性动力学
A.2.3非线性运动学
A.2.4线性运动学和动力学姿态模型 附录B现有飞行器的交会策略
B.1航天飞机
B.2联盟号（Soyuz）/进步号（Progress） 附录CISS背景下的交会飞行器
C.1国际空间站
C.2俄罗斯和平号空间站
C.3航天飞机
C.4联盟号飞船
C.5进步号飞船
C.6欧洲自动货运飞船（ATV）
C.7H-Ⅱ型货运飞船（HTV） 简称与缩略语
专业术语