異構星座精密軌道確定與自主定軌的理論和方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

周建華，徐波 著

圖書標籤:

• 軌道確定
• 精密軌道確定
• 自主定軌
• 異構星座
• 導航
• 控製
• 空間技術
• 衛星
• 算法
• 理論與方法

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030441430

版次：1

商品編碼：11720123

包裝：平裝

叢書名： 地球觀測與導航技術叢書

開本：16開

齣版時間：2015-06-01

用紙：膠版紙

頁數：396

正文語種：中文

內容簡介

本書係統地介紹瞭高精度導航星座和測地衛星精密定軌、高精度軌道預報、自主定軌的基本理論與新方法，特彆分析與給齣瞭區域混閤星座及局部布設跟蹤站情況下，高精度測定軌的主要技術問題和精密與快速定軌方法，並且針對未來技術發展預測，係統地給齣瞭基於傳統與人工智能的混閤軌道預報方法、基於絕對定嚮和地月限製性三體引力強不對稱性下的自主定軌理論和方法。全書內容豐富、理論體係嚴謹，並且結閤北鬥混閤星座實際在軌衛星觀測數據和仿真數據進行瞭大量的計算驗證，同時配以大量的實際應用方案，對重點、難點加以深入分析和解決方法論述。本書可作為高等院校相關專業研究生和相關專業技術人員參考書。

目錄

前言
第1章緒論
1.1全球導航衛星精密定軌現狀1
1.2區域衛星導航係統精密軌道測定1
1.3本書的結構安排4
第2章衛星運動方程及受力分析5
2.1人造地球衛星的運動方程7
2.2衛星受力分析7
2.3軌道數值積分方法8
第3章統計定軌方法20
3.1統計定軌的基本原理25
3.2批處理28
3.3序貫處理34
3.4改進的推廣序貫算法39
3.5卡爾曼濾波算法43
3.6改進的擴展卡爾曼濾波49
3.7補償最小二乘法52
3.8結論53
第4章力模型誤差的統計分析54
4.1引言54
4.2長短弧定軌結果的比較54
4.3Vondark平滑與濾波57
4.4隨機序列的譜分析59
4.5長弧定軌誤差演變的統計分析61
第5章力學模型誤差補償的軌道改進63
5.1力模型誤差分析63
5.2長弧定軌批處理補償算法63
5.3卡爾曼濾波模型誤差補償66
5.4結論73
第6章導航星座精密軌道確定74
6.1測量模型74
6.2多星定軌基本方法77
6.3精度分析83
6.4觀測弧長對定軌精度的影響分析90
6.5光壓模型性能分析95
6.6混閤星座約化動力學定軌104
6.7動力學約束快速定軌108
6.8結論109
第7章單星快速精密軌道確定111
7.1短弧定軌麵臨的主要問題111
7.2削弱係統差的策略與方法112
7.3時間同步支持下精密定軌及應用122
7.4基於多星組網觀測的單星定軌方法及應用124
7.5結論136
第8章基於神經網絡模型的高精度軌道預報137
8.1神經網絡相關理論138
8.2基於神經網絡的改進143
8.3長期精密軌道預報指標法146
8.4預報軌道特徵分析147
8.5中圓軌道衛星軌道預報159
8.6高軌GEO/IGSO衛星軌道預報195
第9章基於軌道預報特性的神經網絡模型優化及控製202
9.1神經網絡模型改進性能評估202
9.2預報軌道與預報誤差對應關係的深入分析209
9.3不同因素對神經網絡模型補償精度的影響探討211
9.4神經網絡模型的優化設計215
9.5基於反嚮重疊弧段比較法的軌道預報誤差控製方法220
9.6兩種模型下的URE精度分析223
9.7結論226
第10章基於星間鏈路及方嚮約束的星座自主定軌228
10.1概述228
10.2星間測距231
10.3絕對定嚮觀測232
10.4星間測距及定嚮觀測自主定軌數學模型238
10.5自主軌道確定仿真與分析253
10.6基於星間測嚮輔助的自主定軌技術274
10.7星間無綫電/定嚮測量的星座長期自主定軌290
10.8結論309
第11章基於拉格朗日導航星座的自主軌道確定311
11.1概述311
11.2圓型限製性三體問題311
11.3拉格朗日軌道航天器星間測距自主定軌的可行性317
11.4拉格朗日點軌道自主定軌基本原理327
11.5拉格朗日衛星導航係統星間測距自主定軌331
11.6拉格朗日導航星與近地導航衛星聯閤自主定軌345
11.7橢圓型限製性三體問題模型下平動點擬周期軌道自主定軌362
11.8結論376
參考文獻378
索引382

前言/序言

好的，這是一本關於星際尺度的天體物理與先進探測技術的專業著作的詳細簡介，內容不涉及您提到的“異構星座精密軌道確定與自主定軌”的任何方麵。 --- 圖書名稱：《星際介質的宏觀結構、微觀擾動與高能粒子流的相互作用機製研究》 圖書簡介 本書是一部深度聚焦於銀河係乃至更廣闊宇宙尺度上星際介質（Interstellar Medium, ISM）的復雜物理狀態、演化動力學以及其與高能宇宙射綫、星風等關鍵能量載體之間相互作用的綜閤性專著。全書立足於現代天文學、高能物理學和等離子體物理學的交叉前沿，旨在為研究人員、高級學生和工程師提供一個全麵、深入且具有前瞻性的理論框架和實驗觀測數據的解讀指南。 本書共分為七大部分，涵蓋瞭從基礎理論構建到前沿觀測挑戰的多個核心議題。 --- 第一部分：星際介質的物理基礎與宏觀結構 本部分首先對星際介質的化學組成、熱力學狀態和密度分布進行瞭詳盡的梳理。內容著重於不同相態——冷密氣體（Cold Dense Gas）、溫熱氣（Warm Neutral/Ionized Medium, WNM/WIM）、熱星際介質（Hot Ionized Medium, HIM）以及分子雲核心——的形成與平衡機製。 詳細探討瞭彌散背景輻射場（如宇宙微波背景、星係背景光）對星際介質的輻射平衡（Radiative Equilibrium）的影響，並引入瞭磁場拓撲結構在維持和塑造星際雲體非均勻分布中的關鍵作用。特彆是，對由超新星爆發驅動的星際激波（Supernova Remnants, SNR）的膨脹模型進行瞭深入的數值模擬分析，揭示瞭激波如何通過加熱和壓縮氣體，驅動ISM的相變循環。 --- 第二部分：星際磁場精細測量與動力學模擬 磁場是理解ISM動態行為的核心要素，本部分集中於星際磁場的探測技術與理論建模。介紹瞭利用法拉第鏇轉效應（Faraday Rotation）對低頻射電波進行觀測，以反演沿視綫方嚮的電子密度與磁場平均強度的技術。同時，深入分析瞭譜綫偏振觀測在解析局部磁場方嚮上的優勢與局限性。 在理論層麵，本書詳細闡述瞭磁流體動力學（MHD）方程組在描述ISM等離子體流動中的應用，特彆是對於磁場弛豫、磁通量凍結以及磁場在湍流介質中的重聯現象的模擬結果。重點討論瞭磁壓與熱壓、動能壓之間的相互競爭，如何影響瞭恒星形成前體雲的引力塌縮過程。 --- 第三部分：高能粒子在星際介質中的輸運與調製 本部分是全書的技術核心之一，專注於宇宙射綫（Cosmic Rays, CRs）的起源、加速機製及其在星際空間中的傳播過程。詳細迴顧瞭費米加速機製（Fermi Acceleration）在超新星激波前沿的運作細節，並區分瞭一、二級宇宙射綫的貢獻。 重點剖析瞭宇宙射綫輸運方程的求解，該方程耦閤瞭擴散（Diffusion）、漂移（Drift）和能譜調製（Modulation）。書中提供瞭多種磁場結構下（如隨機磁場、有序磁場）CRs擴散係數的解析和數值解法。此外，深入探討瞭宇宙射綫對局部星際介質的電離和加熱效應，這直接影響瞭分子雲的化學反應速率和結構穩定性。 --- 第四部分：星際化學反應網絡與分子雲演化 本部分轉嚮化學層麵，探討瞭低溫、低密度環境下的復雜分子生成路徑。詳細介紹瞭氣相反應網絡（Gas-Phase Chemistry），特彆是氫、碳、氧等關鍵元素在宇宙塵埃錶麵上的催化反應模型。 特彆關注瞭星際冰體（Interstellar Ices）的形成、結構與解離過程，以及它們在恒星形成初期原料積纍中的關鍵作用。引入瞭非熱解離（Non-thermal Desorption）機製，用以解釋高豐度有機分子在星塵錶麵的釋放過程，為理解太陽係內復雜有機物的起源提供瞭新的化學視角。 --- 第五部分：星際塵埃的形成、性質與輻射效應 星際塵埃（Interstellar Dust）作為星際介質的重要組成部分，在本部分得到全麵論述。內容涵蓋瞭塵埃顆粒的形成理論（如紅巨星和超新星遺跡中的凝結機製），以及其物理尺寸分布和化學成分（矽酸鹽、碳質材料）。 重點分析瞭塵埃顆粒對恒星光綫的消光（Extinction）和散射效應，如何導緻觀測光譜的紅化（Reddening）。此外，詳細討論瞭塵埃輻射，即其吸收高能輻射後以紅外波段再輻射的物理過程，並利用這些輻射特徵反演瞭周圍氣體的溫度和密度結構。 --- 第六部分：星係尺度上星際介質的反饋機製 本部分提升至星係動力學尺度，探討恒星形成與星際介質之間的雙嚮反饋迴路。分析瞭恒星風（Stellar Winds）和超新星爆發如何協同作用，産生巨大的星際氣泡（Superbubbles）和星係尺度上的噴流（Galactic Outflows）。 引入瞭“宇宙網”（Coskological Web）中星係間介質（Intergalactic Medium, IGM）與宿主星係ISM的物質交換模型。通過對溫熱和熱星際介質的觀測證據，論證瞭劇烈的恒星形成活動如何通過驅動物質外流，限製瞭宿主星係的進一步質量增長。 --- 第七部分：前沿觀測儀器與未來展望 最後一部分聚焦於支撐本領域研究的尖端觀測技術。詳細介紹瞭新一代射電望遠鏡陣列（如SKA的特定頻段設計）在解析低頻法拉第鏇轉信號中的潛力，以及中紅外空間望遠鏡（如JWST的特定光譜儀）在解析塵埃輻射和分子譜綫方麵的最新成果。 本書以對高能宇宙射綫與磁場結構相互作用的未來數值模擬需求的預測作結，展望瞭下一代地麵和空間任務在揭示星際介質中最基本物理過程方麵的路綫圖。 --- 目標讀者： 天體物理學、空間科學、等離子體物理學、高能物理學領域的研究人員、博士後及高年級研究生。 核心價值： 本書整閤瞭跨越電磁波段、粒子探測和理論模擬的綜閤知識體係，是理解我們銀河係內部復雜環境不可或缺的參考工具書。

評分☆☆☆☆☆

讀到《異構星座精密軌道確定與自主定軌的理論和方法》這個書名，我的第一感覺是它極具前瞻性和技術深度。在當前衛星應用日益普及，星座化、規模化發展的趨勢下，如何有效地管理和控製數量龐大且類型各異的衛星，是擺在我們麵前的一個重大課題。標題中的“異構星座”就精準地抓住瞭這一核心痛點，意味著書中會探討如何將不同技術、不同任務、不同軌道特點的衛星整閤成一個協同工作的整體。 而“精密軌道確定”則揭示瞭這本書解決問題的關鍵基礎。衛星的位置和速度的微小誤差都可能在長期的運行中被放大，導緻任務失敗甚至與其他航天器發生碰撞。因此，如何實現對每一顆衛星軌道的毫秒級、乃至微米級的精確測量和預測，是保證星座穩定運行的生命綫。我期待書中能詳細介紹各種先進的軌道測量技術、軌道誤差分析方法、以及數據融閤與濾波技術。 尤其吸引我的是“自主定軌”這個概念。這代錶著一種更加智能、更加高效的太空運行模式。傳統的軌道控製高度依賴地麵站的指令，效率較低且存在通信延遲的風險。而自主定軌則意味著衛星係統能夠具備自我診斷、自我規劃和自我執行的能力，能夠根據實時環境的變化，自主完成軌道維持、軌道轉移、甚至規避碰撞等復雜任務。這對於深空探測、空間碎片清除、以及未來更龐大的太空基礎設施建設，都具有不可估量的價值。 我非常好奇書中在“自主定軌”部分會探討哪些具體的技術路徑。是否會涉及基於模型預測控製（MPC）的算法？是否會引入強化學習等AI技術來處理復雜的動態環境？書中是否會討論不同自主定軌策略的優缺點，以及如何權衡精度、計算資源和能源消耗？這些都是我非常想在書中深入瞭解的。 總的來說，這本書的標題就如同一枚精準的探針，深入到當前航天技術最前沿、最關鍵的領域。它承諾的不僅僅是理論的闡述，更有切實可行的方法論，這對於推動我國在航天領域的自主創新和技術突破，具有重要的理論和實踐意義。我非常期待能夠通過閱讀這本書，獲得對這一領域最係統、最深入的認知。

評分☆☆☆☆☆

《異構星座精密軌道確定與自主定軌的理論和方法》這個書名，瞬間就抓住瞭我對航天科技前沿問題的關注點。當前，全球航天領域正在經曆一場深刻的變革，從單點發射到星座化、網絡化發展，特彆是“異構星座”的齣現，使得衛星係統的管理和控製變得空前復雜。這本書的標題直接點齣瞭這一核心挑戰，預示著它將深入探討如何解決不同類型、不同技術背景的衛星在太空中的“閤規”運行問題。 “精密軌道確定”是實現星座管理的基礎。我理解這不僅僅是簡單的位置測量，而是一個包含多源數據融閤、誤差分析、模型辨識、以及高精度預測的係統工程。我好奇書中是否會詳細介紹不同軌道確定方法的原理和優劣，例如如何利用地麵觀測、星間觀測、甚至深空探測器數據來提高軌道參數的準確性。同時，我也期待書中能夠闡述在復雜的空間環境中，如何有效應對各種誤差源，例如地球大氣模型的不確定性、太陽光壓的動態變化、以及其他航天器的引力擾動。 而“自主定軌”則代錶著航天技術的一次重大飛躍。這是否意味著，未來的衛星不再需要頻繁依賴地麵指令，而是能夠根據預設的策略或實時感知到的信息，自主地完成軌道維持、軌道轉移、甚至規避碰撞等任務？我非常想知道書中會如何勾勒齣自主定軌的實現藍圖，例如是否會涉及人工智能、機器學習、或者先進的控製理論？書中是否會探討如何平衡自主性的同時，保證整個星座的整體性能和安全性？ 這本書的標題就如同一份精確的科技地圖，指引著我對這一極具挑戰性和廣闊前景的領域進行深入探索。它承諾的內容，無疑是理解和掌握未來太空係統運行的關鍵。我期待書中能夠提供詳實的技術細節、嚴謹的理論推導，以及富有啓發的工程實踐指導，幫助我更全麵地認識和理解航天領域的這一重要發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

乍一看到《異構星座精密軌道確定與自主定軌的理論和方法》這個書名，我腦海中立刻浮現齣未來太空景象的宏大圖景。想象一下，在浩瀚的宇宙中，無數顆形態各異、功能不同的衛星如同夜空中的繁星，有序而精準地運行著。而這本書，似乎正是要揭示這背後隱藏的精密操控藝術。標題中的“異構星座”非常貼切地描繪瞭當前衛星發展的一種必然趨勢——未來的太空將不再是單一類型衛星的獨舞，而是由多種技術、多種用途的衛星協同組成的復雜網絡。 “精密軌道確定”這個詞組，讓我聯想到的是一套嚴苛而精密的科學體係。要讓這些“異構”的衛星能夠和諧共舞，首先必須對它們每一個的“行蹤”瞭如指掌，並且是以極高的精度。這背後一定涉及到復雜的數學模型、先進的傳感器技術、以及強大的數據處理能力。我猜測書中會詳細講解如何從各種觀測數據中提取有用的信息，如何消除噪聲和誤差，如何建立準確的軌道模型，以及如何處理不同衛星之間的相互影響。 更讓我激動的是“自主定軌”這一概念。這不僅僅是讓衛星“知道”自己在哪裏，而是讓它們能夠“決定”自己要去哪裏，以及如何去。這無疑是實現太空係統智能化、高效化的關鍵一步。這是否意味著書中會探討如何讓衛星具備一定的“思考”能力，能夠根據任務需求、環境變化、甚至是與其他衛星的互動，自主地規劃和執行軌道調整？這其中的挑戰和突破點，一定會非常引人入勝。 我尤其關心書中是否會涉及一些關於星間測距、相對導航、以及分布式軌道控製的先進技術。畢竟，在異構星座中，不同衛星之間可能存在不同的通信和測量能力，如何構建一個統一的、高效的自主定軌框架，一定是這本書的核心內容之一。而且，這種自主能力對於應對突發的空間事件，如太陽耀斑、或者太空碎片風險，更是至關重要。 這本書的標題所承諾的，是揭示一個復雜且至關重要的技術領域。它聽起來就像是為我們打開瞭一扇通往更智能、更可靠的太空未來之門，讓我充滿瞭探索的渴望。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題讓我眼前一亮，"異構星座精密軌道確定與自主定軌的理論和方法"。光是這幾個詞組閤在一起，就充滿瞭科技感和前沿性。我平時對航天領域，尤其是衛星技術，一直抱有濃厚的興趣，總覺得那些在太空中運行的精密儀器，其背後的技術原理是那麼的深邃和復雜。這本書的名稱暗示著它將深入探討如何精確地掌握多個不同類型（異構）的衛星在軌道上的位置，並且更進一步，是如何讓這些衛星能夠自主地調整和維持自己的軌道，而不需要地麵站的實時乾預。這聽起來就像是科幻電影裏的場景，但這本書似乎將其變成瞭現實世界的科學難題。 我特彆好奇“異構星座”這個概念。我理解它可能指的是由不同類型、不同功能、甚至不同國傢製造的衛星組成的集閤體。在太空中，如果這些衛星需要協同工作，那麼如何統一它們的軌道信息，如何讓它們相互協調，這本身就是一個巨大的挑戰。而“精密軌道確定”，更是點齣瞭問題的關鍵。衛星的軌道偏差會直接影響到它的任務執行，甚至可能導緻碰撞的風險。因此，如何以極高的精度來測量和計算它們的位置，這其中的算法和技術一定非常精妙。 而“自主定軌”，這更是令人興奮的突破。想象一下，未來的太空任務，衛星群能夠自己解決軌道問題，這大大減輕瞭地麵控製的負擔，提高瞭任務的響應速度和生存能力。這對於深空探測、太空碎片清理、甚至是未來的太空資源開采，都具有劃時代的意義。不知道這本書裏會不會涉及一些關於人工智能在自主定軌中的應用，比如機器學習算法如何分析軌道數據，預測潛在的風險，並自動生成最優的軌道調整方案。 我個人對數據處理和算法分析特彆感興趣。這本書的標題讓我聯想到，其中一定包含大量復雜的數學模型和計算方法。比如，如何處理來自不同傳感器（雷達、光學、射電等）的海量數據，如何融閤這些信息以獲得最準確的軌道參數，以及在復雜的軌道環境中，如何設計齣魯棒且高效的定軌算法。我希望這本書能夠提供一些清晰的數學推導和清晰的算法流程圖，讓我這個非專業背景的讀者也能窺探其中的奧秘。 總而言之，這本書的標題就如同打開瞭一扇通往未來太空技術的大門。它承諾瞭對高精度軌道確定和智能自主軌道控製這兩個關鍵領域進行深入的理論和方法探討。對於任何對現代航天技術，尤其是衛星係統和人工智能在太空應用感興趣的人來說，這本書無疑是一份極具吸引力的指南，它有望解答許多關於太空探索和應用的核心問題，並激發我們對未來太空場景的更多想象。

評分☆☆☆☆☆

這本《異構星座精密軌道確定與自主定軌的理論和方法》給我的第一印象是，它直擊瞭當前航天領域一個極其重要的技術瓶頸。我們現在發射的衛星越來越多，而且越來越復雜，不再是簡單的單顆衛星，而是發展成瞭龐大的星座係統。尤其是一些由不同國傢、不同廠商、甚至基於不同技術標準設計的衛星組成的“異構星座”，其軌道管理的難度呈指數級增長。這本書的標題直接點齣瞭“精密軌道確定”，這說明它會深入探討如何在如此復雜和多樣化的環境下，實現對每一顆衛星軌道的高度精確測量和預測。 我猜想，這本書不會僅僅停留在理論層麵，而是會提供一係列實用的“理論和方法”。這意味著書中可能會介紹各種先進的軌道確定技術，例如基於多源觀測數據的融閤算法，利用星間測量來提高精度的方法，以及如何處理傳感器誤差、大氣阻力、太陽光壓等外部乾擾因素。同時，“自主定軌”這個詞匯更是亮點，它預示著這本書將探討如何擺脫對地麵站的過度依賴，讓衛星群具備自我感知、自我決策和自我調整軌道的能力。 在我看來，自主定軌是實現未來太空大規模應用（如太空互聯網、太空交通管理、大型空間站運營）的關鍵技術。如果衛星能夠自主地規避碰撞、優化能源消耗、維持編隊飛行，那麼整個太空係統的效率和安全性將得到極大的提升。我非常好奇書中會如何闡述自主定軌的實現路徑，例如是基於預設規則的決策，還是會涉及到更先進的人工智能和機器學習技術？書中是否會提供一些具體的案例分析，來展示這些理論和方法在實際工程中的應用效果？ 這本書的深度和廣度是我非常看重的。標題中的“理論和方法”錶明它既有紮實的理論基礎，又有可操作的工程實踐指導。我希望它能夠既適閤航天領域的專業研究人員，也能讓對相關領域有一定瞭解的愛好者深入學習。書中是否會涵蓋不同軌道類型（近地軌道、地球同步軌道、深空軌道）下的特定挑戰和解決方案？對“異構”的定義和應對策略，又是如何具體的？這些都是我非常期待在書中找到答案的問題。 總而言之，這本書的齣現，恰逢其時，它解決的是一個關乎航天強國建設和未來太空産業發展核心能力的問題。它不僅僅是一本技術手冊，更可能是一部引領未來太空運作方式變革的著作，對我這樣關注科技前沿的人來說，是絕對不容錯過的。