航天器自動交會對接

第1章緒論
1.1背景
1.2交會過程的復(fù)雜性
1.3目的和范圍 第2章交會任務(wù)的各個階段
2.1發(fā)射和入軌
2.1.1發(fā)射窗口
2.1.2軌道面和軌道參數(shù)的定義
2.1.3發(fā)射作業(yè)的適應(yīng)度
2.1.4發(fā)射末段航天器的狀態(tài)
2.2調(diào)相并轉(zhuǎn)移到目標(biāo)航天器軌道附近
2.2.1調(diào)相的目標(biāo)和終了狀態(tài)
2.2.2修正時間偏差和軌道參數(shù)
2.2.3交會中參考坐標(biāo)系
2.2.4前向/反向調(diào)相
2.2.5各個任務(wù)階段的不同調(diào)相策略
2.2.6初始瞄準(zhǔn)點(diǎn)的定位
2.2.7進(jìn)入門替代瞄準(zhǔn)點(diǎn)方案
2.2.8開環(huán)機(jī)動的最終精度
2.3遠(yuǎn)程交會作業(yè)
2.3.1遠(yuǎn)程交會的目的和目標(biāo)
2.3.2交會時的相對導(dǎo)航
2.3.3軌道因素和彈性時間因素
2.3.4與目標(biāo)航天器的通信聯(lián)系
2.4近程交會操作
2.4.1接近
2.4.2最后逼近
2.5對接或停靠
2.5.1目標(biāo)和終極條件
2.5.2關(guān)于捕獲問題的討論
2.6撤離
2.6.1撤離段的目標(biāo)和終端條件
2.6.2撤離的限制和問題 第3章軌道動力學(xué)和軌道要素
3.1參考坐標(biāo)系
3.1.1地心赤道坐標(biāo)系Feq
3.1.2軌道平面坐標(biāo)系Fop
3.1.3航天器本體軌道坐標(biāo)系Flo
3.1.4航天器姿態(tài)坐標(biāo)系Fa
3.1.5航天器幾何坐標(biāo)系Fge
3.2軌道動力學(xué)
3.2.1圍繞某一中心體的軌道運(yùn)動
3.2.2軌道修正
3.2.3在目標(biāo)參考坐標(biāo)系中的運(yùn)動方程
3.3關(guān)于軌道類型的討論
3.3.1自由漂移運(yùn)動
3.3.2脈沖機(jī)動
3.3.3連續(xù)推力機(jī)動
3.4關(guān)于運(yùn)動方程的總結(jié) 第4章逼近安全和避撞
4.1軌道安全與軌跡偏離
4.1.1故障公差和軌道設(shè)計(jì)要求
4.1.2軌道安全的設(shè)計(jì)原則
4.1.3軌道偏差的成因
4.2軌道攝動
4.2.1殘留大氣的阻力
4.2.2地球勢能異常產(chǎn)生的攝動
4.2.3太陽壓力
4.2.4羽流在追蹤航天器和目標(biāo)航天器之間的動態(tài)作用
4.3航天器系統(tǒng)產(chǎn)生的軌道偏差
4.3.1導(dǎo)航偏差引起的軌道偏差
4.3.2推進(jìn)偏差引起的軌道偏差
4.3.3推進(jìn)器故障導(dǎo)致的軌道偏差
4.4軌道偏差的防護(hù)措施
4.4.1主動軌道保護(hù)
4.4.2被動軌道保護(hù)
4.5避撞機(jī)動 第5章逼近策略的設(shè)計(jì)因素
5.1逼近策略的約束條件概述
5.2發(fā)射和調(diào)相的約束
5.2.1交點(diǎn)的漂移
5.2.2到達(dá)時間的調(diào)整
5.3幾何約束和設(shè)備約束
5.3.1目標(biāo)捕獲接口的位置和方向
5.3.2交會敏感器的作用范圍
5.4同步監(jiān)控的需要
5.4.1日光照明
5.4.2通信窗口
5.4.3航天員的活動
5.4.4調(diào)相和逼近中的時間—彈性因素
5.5船載資源和操作儲備
5.6由目標(biāo)站確定的逼近原則
5.7逼近方案實(shí)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章航天器船載交會控制系統(tǒng)
6.1任務(wù)和功能
6.2制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制
6.2.1導(dǎo)航濾波器
6.2.2制導(dǎo)功能
6.2.3控制功能
6.3模式排序和設(shè)備管理
6.4故障識別和修復(fù)概念
6.5與自動系統(tǒng)的遠(yuǎn)程交互
6.5.1與GNC功能的交互
6.5.2對自動GNC系統(tǒng)的人工狀態(tài)更新
6.5.3人工在回路的自動GNC系統(tǒng) 第7章交會導(dǎo)航敏感器
7.1基本的測量需求和概念
7.1.1測量需求
7.1.2測量原理
7.2射頻敏感器
7.2.1距離和距離變化率的測量原理
7.2.2方向和相對姿態(tài)的測量原理
7.2.3測量環(huán)境和干擾
7.2.4對射頻敏感器應(yīng)用的綜合評估
7.2.5實(shí)例：俄羅斯Kurs系統(tǒng)
7.3絕對衛(wèi)星導(dǎo)航和相對衛(wèi)星導(dǎo)航
7.3.1導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)簡介
7.3.2用戶部分的導(dǎo)航處理
7.3.3差分GPS和相對GPS的功能原理
7.3.4測量環(huán)境和干擾
7.3.5空間交會對接中衛(wèi)星導(dǎo)航的總體評估
7.4光學(xué)交會敏感器
7.4.1激光掃描測距儀
7.4.2攝像交會敏感器
7.4.3測量環(huán)境和干擾
7.4.4對交會光學(xué)敏感器的總體評估 第8章結(jié)構(gòu)對接系統(tǒng)
8.1對接和?？康幕靖拍?br />8.1.1對接操作
8.1.2?？坎僮?br />8.1.3對接和?？康墓餐c(diǎn)和主要不同點(diǎn)
8.2對接和停靠裝置類型
8.2.1設(shè)計(jì)動因
8.2.2中心對接裝置和周邊對接裝置的比較
8.2.3對接裝置的異體同構(gòu)設(shè)計(jì)
8.2.4非加壓的對接/?？垦b置
8.2.5對接和停靠裝置舉例
8.3接觸動力學(xué)/捕獲
8.3.1接觸時的動量轉(zhuǎn)換
8.3.2沖擊減振動力學(xué)
8.3.3動量轉(zhuǎn)換和沖擊減振舉例
8.3.4捕獲中沖擊減振裝置和對準(zhǔn)裝置
8.3.5捕獲裝置
8.3.6GNC和對接系統(tǒng)的接口
8.4最終連接的組件
8.4.1結(jié)構(gòu)鎖
8.4.2密封 第9章空間和地面的系統(tǒng)設(shè)置
9.1空間和地面段的功能和任務(wù)
9.1.1交會任務(wù)中的一般系統(tǒng)設(shè)置
9.1.2控制職責(zé)和控制級別
9.2地面段對RVD的監(jiān)視和控制
9.2.1監(jiān)管控制的概念
9.2.2地面操作員所用的支持工具的功能
9.2.3目標(biāo)站航天員的監(jiān)測和控制功能
9.3通信限制
9.3.1數(shù)據(jù)傳遞的可靠性
9.3.2數(shù)據(jù)傳輸限制 第10章驗(yàn)證與確認(rèn)
10.1驗(yàn)證與確認(rèn)的局限性
10.2開發(fā)過程中的RVD驗(yàn)證/確認(rèn)方法
10.2.1交會和對接的獨(dú)有特性
10.2.2開發(fā)周期中的驗(yàn)證階段
10.3驗(yàn)證的方法和工具
10.3.1任務(wù)定義和可行性分析階段
10.3.2設(shè)計(jì)階段
10.3.3開發(fā)階段
10.3.4操作方法和遠(yuǎn)程操作員工具的驗(yàn)證
10.3.5飛行產(chǎn)品生產(chǎn)階段
10.4飛船部件和軌道環(huán)境的數(shù)學(xué)建模
10.4.1用于RV控制系統(tǒng)測試的環(huán)境仿真的數(shù)學(xué)建模
10.4.2接觸動力學(xué)仿真的建模
10.5模型、工具和設(shè)備的確認(rèn)
10.5.1GNC環(huán)境仿真模型的確認(rèn)
10.5.2接觸動力學(xué)仿真模型的確認(rèn)
10.5.3仿真項(xiàng)目和激勵設(shè)備的確認(rèn)
10.6RVD的主要仿真器和設(shè)備
10.6.1基于數(shù)學(xué)建模的驗(yàn)證設(shè)備
10.6.2光學(xué)敏感器激勵設(shè)備的實(shí)例
10.6.3對接的動態(tài)激勵設(shè)備
10.7RVD/B技術(shù)的在軌演示
10.7.1在軌演示的目的和局限
10.7.2關(guān)鍵特征和裝備的演示
10.7.3RV系統(tǒng)和操作的在軌演示 附錄A運(yùn)動動力學(xué)（Finn Ankersen著）
A.1圓軌道的相對運(yùn)動方程
A.1.1一般系統(tǒng)的微分方程
A.1.2近似解
A.1.3特殊解
A.1.4離散時間狀態(tài)空間系統(tǒng)
A.1.5移動橢圓公式
A.2姿態(tài)動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)
A.2.1方向余弦矩陣（DCM）
A.2.2非線性動力學(xué)
A.2.3非線性運(yùn)動學(xué)
A.2.4線性運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)姿態(tài)模型 附錄B現(xiàn)有飛行器的交會策略
B.1航天飛機(jī)
B.2聯(lián)盟號（Soyuz）/進(jìn)步號（Progress） 附錄CISS背景下的交會飛行器
C.1國際空間站
C.2俄羅斯和平號空間站
C.3航天飛機(jī)
C.4聯(lián)盟號飛船
C.5進(jìn)步號飛船
C.6歐洲自動貨運(yùn)飛船（ATV）
C.7H-Ⅱ型貨運(yùn)飛船（HTV） 簡稱與縮略語
專業(yè)術(shù)語