微小卫星轨道工程应用与STK仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈宏宇等著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030492999

商品编码：12909108350

出版时间：2016-07-01

作  者:陈宏宇 等 著 定  价:115 出 版 社:科学出版社 出版日期:2016年07月01日 页  数:364 装  帧:平装 ISBN:9787030492999 ●前言
●第1章时间系统
●1.1如何定义时间
●1.2天文基本概念
●1.3世界时系统
●1.3.1恒星时
●1.3.2太阳时
●1.3.3恒星时和平时之间的转换
●1.3.4地方时、世界时和区时
●1.4历书时
●1.5原子时
●1.6力学时
●1.7时间系统小结
●1.8年、历元以及儒略日
●1.8.1年的长度
●1.8.2历元
●1.8.3儒略日与简约儒略日
●1.9星上时间系统
●1.10STK软件的时间系统
●第2章空间系统
●部分目录

内容简介

本书是作者在航天单位工作近15年的工程经验总结，讨论了微小卫星编队协同轨道设计与轨控策略方面的技术问题并给出工程解决方案，主要内容包含卫星轨道应用基础知识、轨道设计与控制方面的工程优化实施方案，各类推进子系统选型比较等。本书以轨道仿真设计软件STK（SatelliteToolKits）为例演示了理论知识的具体仿真应用，特别说明了STK如何与工程需求结合、STK应用过程中应该注意的技术细节等。对工程实践具有参考价值。

好的，这是一份关于一本未提及的图书的详细介绍，重点突出其内容并确保行文自然流畅： 《高精度惯性导航系统原理与抗差优化设计》 图书简介 本书系统地阐述了现代高精度惯性导航系统（INS）的理论基础、关键技术及其在复杂环境下的抗差优化设计方法。全书内容覆盖了惯性导航从基本原理到前沿应用的完整链条，旨在为从事导航、制导、控制、航空航天工程及相关领域的研究人员、工程师和高年级本科生提供一本兼具理论深度与工程实践价值的参考著作。 第一部分：惯性导航系统的基础理论与建模 本部分从最基本的物理原理出发，系统地构建了惯性导航系统的数学模型。 第1章：惯性原理与基本概念 详细介绍了惯性参考系与导航参考系的建立、坐标变换的数学基础，包括欧拉角、四元数以及旋转矩阵的几何意义和实际应用。重点剖析了惯性测量单元（IMU）的构成、误差来源（如陀螺仪和加速度计的偏差、随机游走噪声）及其对系统性能的影响。通过对传感器的详细物理模型描述，为后续的误差分析奠定基础。 第2章：非线性导航方程的推导与简化 深入探讨了在不同参考系下（如区域-水平坐标系、东北天坐标系、地心地固坐标系）非线性导航微分方程的精确推导过程。针对工程实际中的计算效率需求，详细对比了不同简化模型的适用性，如静止平台模型、准水平平台模型和惯性系导航模型，并分析了简化带来的误差特性。 第3章：导航系统误差源的精确建模与分析 本章着重于对系统误差的量化分析。除了传感器自身的内禀误差外，还深入研究了外部环境因素（如地球非球形引力场、大气模型对重力向量的影响）如何引入系统误差。引入了经典误差传播理论，通过灵敏度分析，明确了各类误差源对导航解算的贡献权重。 第二部分：导航系统滤波与状态估计 惯性导航系统固有的误差随时间累积，因此必须引入观测信息进行辅助和修正。本部分是全书的核心，聚焦于状态估计的理论与工程实现。 第4章：经典状态估计理论：卡尔曼滤波族 全面回顾了卡尔曼滤波（KF）的理论基础，包括线性最小均方误差估计的原理。随后，详细阐述了扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）在线性化和非线性系统状态估计中的应用。特别关注了协方差矩阵的更新过程、量测更新的物理意义以及滤波器发散的风险与规避策略。 第5章：高级滤波技术：粒子滤波与容积卡尔曼滤波 针对高动态、强非线性的导航场景，介绍了粒子滤波（PF）的蒙特卡洛方法及其在非高斯噪声环境下的优势。同时，深入解析了容积卡尔曼滤波（CKF），对比了其在处理强非线性系统时，相较于EKF和UKF的精度提升和计算复杂度的权衡。 第6章：系统对齐与初始对准技术 对准是INS投入使用的前提。本章系统介绍了从静止、转移到运动过程中的对准技术，包括：基于速率陀螺和加速度计的静对准方法、基于磁力计和GPS的粗对准方法。详细分析了“快速对准”和“天文导航辅助对准”的技术细节和实现流程。 第三部分：抗差性设计与系统融合 现代高精度导航系统极度依赖于多源信息的融合与系统抗差性，以确保在GPS信号丢失或传感器受扰动时的可靠运行。 第7章：多源导航信息融合：松耦合与紧耦合 本章核心讨论INS与外部导航系统（如全球导航卫星系统GNSS）的融合技术。细致区分了松耦合（Loose Coupling）和紧耦合（Tight Coupling）架构的优劣，特别是紧耦合架构中，如何将原始的卫星信号信息（伪距、载波相位）直接作为滤波器的量测更新项，从而显著提高导航精度和鲁棒性。 第8章：抗差优化设计与异常检测 针对传感器故障、环境干扰（如强电磁干扰、对抗性攻击）对系统稳定性的威胁，引入了抗差统计理论。详细介绍了基于最小中位数（LMS）和M-估计量等鲁棒估计方法在线性/非线性状态估计中的应用，用以抑制异常值对状态估计的灾难性影响。 第9章：自适应滤波与系统辨识 在系统参数未知或随时间变化的情况下，固定噪声协方差矩阵将导致滤波性能下降。本章介绍了如何在滤波过程中实时估计或调整噪声协方差矩阵的自适应滤波方法，如增益调节法和基于最大似然估计（MLE）的协方差在线辨识技术。 第四部分：应用与仿真验证 本部分将理论知识应用于实际工程场景，并介绍了系统性能的仿真验证方法。 第10章：特定平台惯性导航系统设计 针对不同应用场景，如高超声速飞行器、无人机（UAV）和高精度地面车辆，探讨了惯性导航系统的特殊构型设计，包括对平台动态特性的补偿策略和对计算资源受限情况下的简化算法选择。 第11章：高精度导航系统仿真与性能评估 阐述了构建高保真度惯性导航系统仿真环境的方法论。重点介绍了如何利用蒙特卡洛仿真方法对不同噪声水平、不同对准精度下的系统收敛时间和长期漂移进行统计评估，并提供了验证系统抗差性能的仿真案例。 全书内容结构严谨，逻辑清晰，理论推导详实，并辅以大量工程实例和仿真分析，是相关领域专业人士不可多得的深度参考资料。

评分☆☆☆☆☆

从学术研究的角度来看，这本书为我们提供了一个非常可靠的基准和参考框架。它的文献引用标注得非常规范和全面，覆盖了从经典轨道理论到近几年新提出的微小卫星编队控制算法的最新进展。书中对不同轨道机动策略的优缺点对比分析，尤其值得细细品味。作者没有武断地推荐某一种“最好”的方法，而是基于不同的任务约束（如燃料预算、时间限制）来权衡不同方法的适用性，这种客观中立的分析态度，非常符合科学研究的严谨精神。通过阅读这本书，我清晰地梳理了当前微小卫星轨道工程中尚未完全解决的几个关键技术难点，这对于我后续制定研究计划大有裨益。它不仅是一本工具书，更像是一份行业内的“技术路线图”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格介于严谨的学术论文和易于理解的工程手册之间，保持了一种难得的可读性。它没有采用那种晦涩难懂的“学术腔”，使得非母语读者在阅读时也能保持较高的理解效率。在讲解诸如雅可比积分、周期性轨道等较为抽象的概念时，作者善于穿插直观的物理图像或工程实例进行类比解释，这极大地降低了读者的认知负荷。例如，在讨论轨道倾角的选择时，它不仅给出了计算公式，还配有全球地图上的实际覆盖区域示意图，让读者能立刻理解不同倾角对地面站可见性的实际影响。这种将抽象概念“可视化”的处理手法，体现了作者深厚的教学经验，也让这本书不仅仅是给专家看的，更是为有志于投身这一行业的年轻工程师们准备的优秀入门读物。

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找一本能够将理论与实际仿真软件操作紧密结合的教材，这本书在这一点上确实给我带来了惊喜。它不仅仅停留在枯燥的数学公式上，而是非常系统地引导读者如何将理论知识转化为STK（Systems Tool Kit）中的具体操作步骤。作者似乎非常注重实践环节，书中的案例分析紧贴实际工程问题，比如如何规划一个由多颗小型卫星组成的星座以实现特定覆盖率，或者如何处理复杂的轨道机动和规避碰撞问题。我试着跟着书中的步骤在STK中复现了几个例子，发现其描述详尽到令人称赞，即便是初次接触STK的读者，也能通过这本书快速上手。这种“手把手”的教学方式，极大地缩短了从理论到工程应用的鸿沟，为我节省了大量的试错时间。唯一的遗憾是，对于一些高级的STK脚本编程和自动化分析的技巧，介绍得略显保守，如果能增加一些关于利用MATLAB或Python接口进行批处理的篇幅，那就更为完美了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计和印刷质量都相当不错，封面色调沉稳又不失活力，纸张触感细腻，内页排版清晰，这在专业技术书籍中是难得的优点。我尤其欣赏它在理论阐述上的严谨性，作者似乎对轨道力学的基本原理有着深刻的理解，每一个公式推导都详略得当，既保证了数学上的精确性，又照顾到了非纯数学专业读者的理解需求。不过，如果能在绪论部分增加一些对微小卫星在当前航天领域战略地位的宏观探讨，或许能更好地吸引刚接触这个领域的读者。例如，当前商业航天对小型化、星座化服务的迫切需求，以及微小卫星在地球观测、通信中的新兴作用，如果能用更具感染力的语言进行铺陈，相信能为后续的工程应用章节打下更坚实的基础。整体来看，这是一本值得收藏和精读的参考书，尤其适合那些已经具备一定基础，希望深入了解轨道设计细节的研究生和工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得相当到位，它不像一些传统教科书那样，上来就堆砌复杂的背景知识，而是采取了一种问题驱动的学习路径。它首先抛出了一个典型的微小卫星任务需求，然后层层递进，从轨道选择、轨道维持、姿态控制的初步考量开始，逐步深入到高精度的摄动分析。我特别喜欢它在处理“微小”卫星特性时的细致入微。由于质量小、表面积比大，微小卫星受到的非保守力（如大气阻力、太阳辐射压）影响更为显著，书里针对这些特殊影响进行了专门的章节论述，并给出了相应的修正模型和仿真参数设置，这对于确保轨道预测的准确性至关重要。这种高度聚焦特定对象特性的处理方式，体现了作者对该领域前沿研究的深刻洞察，使得这本书的价值远超一般的轨道力学通论。