飞行器动力学与控制复习要点new

1. 卫星轨道六要素是哪些P2-7

),,,,,(p t i e a ωΩ，其中a 半长轴，e 偏心率，i 轨道倾角，Ω升交点赤经，ω近地点幅

角，p t 卫星经过近地点时刻。 2. 卫星发射三要素是什么P17-18

),,(L t A ϕ，其中ϕ发射场L 的地心纬度，A 发射方位角，L t 发射时刻。

3. 什么是太阳同步轨道P23

选择轨道半长轴a 和倾角i 的组合使d /)(9856.0︒=∆Ω，则轨道进动方向和速率，与地球绕太阳周年转动的方向和速率相同（即经过365.24平太阳日，地球完成一次360°的周年运动），此特定设计的轨道称为太阳同步轨道。 4. 什么是临界轨道、冻结轨道P24-25

若远地点始终处在北极上空，即拱线不得转动，轨道倾角满足02sin 5.22

=-i ，即

︒=43.63i 或︒=57.116i 。此值的倾角称为临界倾角，此类轨道称为临界轨道。若选择合

适的偏心率及合适的近地幅角，使0==e ω

，近地点幅角ω被保持，或称被冻结在90°。轨道的倾角和高度可以独立选择，此类轨道称作冻结轨道。 5. 回归轨道的回归系数是什么P26

轨道经过N 天回归一次，在回归周期内共转R 圈，每天的轨道圈数（非整数）Q 称为回归系数。R C Q I N

N

==±，+表示轨迹东移，-表示轨迹西移。I 为接近一天的轨道圈数，

为正整数。

6. 静止轨道的特点、三要素是什么P28

（1） 轨道的周期与地球自旋周期一致 （2） 轨道的形状为圆形，偏心率0e = （3） 轨道处在地球赤道平面上，倾角0i = 7. 星座轨道的全球覆盖公式

相邻卫星星下点之间的角距为2b ，覆盖带宽度为2c ，

轨道数为2p c

π

=

，每一轨道上的卫星数q b

π

=

，卫星总数

2

tan ,sin ,sin sin sin 2tan c

N pq b c bc

πψθθ

==

=

=

8. 地球同步卫星群的分置模式有哪几种P36

（1） 经度分置模式：各个子卫星沿轨道经度圈分布，位于星座中心定点位置的两侧，

具有不同的平经度。

（2） 同平面偏心率分置模式：各个子卫星享用同一定点经度，但偏心率e 各不相同，

由各卫星在东西方向的相位差形成一定形式的星座。

（3） 倾角与偏心率合成分置模式：各子卫星共享同一定点经度，倾角设置使相对轨

迹椭圆扭出赤道平面。

9. 二体轨道的基本摄动方程P39

R r

Gm

grad r r

+-=3 R 是摄动力的位函数，称为摄动函数，r 是集中质点到空间某点的距离。

10. 摄动力的种类有哪些P39及目录

1） 地球形状非球形和质量不均匀产生的附加引力（地球形状摄动）， 2） 高层大气的气动力（大气摄动）， 3） 太阳、月球的引力（日、月摄动）， 4） 太阳光照射压力（太阳光压摄动）等。 11. 拉格朗日行星运动方程P47

22d 2d d 1d d d d d a R t na M

e e R t na e M i t t ∂=

∂-∂=∂=Ω

22d d d 21d t M R e R

n t na a na e e ω=∂-∂=--∂∂

()p M n t t =-为平近点角可以作为6要素之一代替p t 。

12. 地球形状摄动位函数及其参数含义P50，P52

近地轨道的地球形状摄动：

)]3sin 30sin 35(8)sin 3sin 5(2)1sin 3(21[244

4433332222+------=ϕϕϕϕϕμ

r R J r R J r R J r U e e e 静止轨道的地球形状摄动：

)](2cos cos 3)1sin 3(21[2222

2222

222λλϕϕμ

----=r

R J r R J r U e e e R 为地球平均赤道半径，(,,)r λϕ为卫星在地球坐标上的地心距，地心经度和地心纬度n J 为带谐项系数。nm J 为田谐项系数，nm λ是这些田块对称主轴的相位经度。

13. 轨道控制问题包含哪两类P72

卫星轨道的控制可概括为两类：一类是轨道机动、轨道转移或简称变轨，卫星从运载分离后由卫星自身的制导和推进系统，进行若干次轨道机动控制，使卫星进入预定轨道。另一类是轨道保持，为克服空间环境对轨道的摄动，需要间断对轨道进行修正控制，使卫星轨道保持和符合卫星应用任务的要求。 14. 叙述双脉冲霍曼变轨的过程P75

单脉冲变轨的主要特点是新轨道必定与原轨道相交，双脉冲变轨能使新轨道完全脱离原轨道。在两个圆轨道之间的最佳变轨

方式为霍曼变轨；在两个圆轨道之间的最佳过渡轨道是霍曼椭圆，此椭圆分别于两个圆轨道相切，切点即为过渡轨道的近地点和远

地点。

霍曼变轨是两次切向脉冲变轨：第一次切向脉冲作用在内圆轨道上，形成椭圆轨道，

其远地点到达外圆上；第二次切向脉冲作用在此远地点，将轨道圆化

。

15. 叙述静止卫星的入轨控制过程P82

将卫星送入赤道上的地球同步轨道，且到达指定的经度上空而成为静止卫星，要经过若干飞行阶段和飞行轨道：上升段动力飞行，沿驻留轨道滑行，近地点射入，在过渡轨道上运行，远地点射入，在准同步轨道上漂移和定点置入等阶段。 16. 漂移控制模式有哪些

1）

准同步轨道包围同步轨道，即A P s r r r >>于是有0,0,x y x y >>>。射入方式应减

速，各次速度增量为负值()()()'''12123032

c c s

xy x y υυυυυυυ∆-∆=-∆-∆--∆-∆=->，这说明从远

地点开始圆化轨道将节省燃料。

2）

准同步轨道被同步轨道包围，即s A P r r r >>有0,0,x y x y <<<，射入方式应加

速，各次速度增量为正值，

()()()'''

12123

032

c c s xy y x υυυυυυυ∆-∆=∆+∆-∆+∆=

-<，这说明从近地点开始圆化轨道将节省燃料。 3）

准同步轨道与同步轨道相交，即A s P r r r >>，于是有0,0x y >>，射入方式应在远

地点加速，在近地点减速，()()'''1212108c c s

xy υυυυυυυ∆-∆=-∆+∆--∆-∆=-<，因此从远地点

开始圆化轨道可节省燃料。

综上所述，从主流轨道开始，在标称情况下，只要三次脉冲变轨——近地点、远地点和定点喷射，就可将卫星送入静止轨道上的定点位置。

17. 多次远地点射入的指向模式有哪几种P109