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第1章 航天器姿态运动学 1

1.1矢量及矢量运算的矩阵表示 2

1.2坐标变换 5

1.3并矢与并矢矩阵的坐标变换 8

1.4矢量和并矢的时间导数 12

1.5航天器常用坐标系 14

1.6姿态参数 19

1.7姿态运动学方程 32

第2章 航天器姿态动力学基础 40

2.1航天器姿态动力学概述 41

2.2航天器姿态动力学建模原理 42

2.3刚体姿态动力学与欧拉方程 45

2.4三轴稳定航天器的简化姿态动力学方程 50

2.5广义欧拉方程 52

2.6多刚体航天器的姿态动力学建模 54

第3章 空间环境力矩 58

3.1重力梯度力矩 59

3.2太阳辐射力矩 62

3.3气动力矩 65

3.4地磁力矩 68

第4章 单自旋航天器姿态动力学 70

4.1轴对称刚体航天器的自由转动特性 71

4.2非轴对称刚体航天器的自由转动特性 78

4.3绕惯性主轴旋转的稳定性 83

4.4准刚体自旋航天器绕主轴旋转的姿态稳定性 84

4.5单自旋稳定航天器的被动章动阻尼 87

4.6单自旋航天器在外力矩作用下的姿态运动 91

第5章 双自旋航天器姿态动力学 99

5.1陀螺体双自旋航天器的姿态动力学 100

5.2轴对称双自旋航天器的章动运动 103

5.3双自旋刚体航天器的运动稳定性 104

5.4准刚体双自旋航天器绕主轴旋转的稳定性 106

5.5双自旋航天器的被动章动阻尼 108

第6章 重力梯度稳定航天器姿态动力学 114

6.1重力场中刚体航天器的姿态运动方程 115

6.2圆轨道下航天器在重力梯度作用下的俯仰运动 117

6.3刚体航天器在重力梯度力矩作用下的运动稳定性 119

6.4能量损耗对重力梯度稳定航天器的影响 124

6.5重力梯度捕获以及伸杆过程的动力学分析 130

6.6重力梯度力矩作用下陀螺体的姿态运动 132

第7章 三轴稳定航天器姿态动力学 137

7.1带有动量交换装置的三轴稳定航天器姿态动力学 138

7.2带挠性附件三轴稳定航天器姿态动力学 146

7.3充液三轴稳定航天器的姿态动力学 168

第8章 航天器姿态确定基础 173

8.1参考矢量法 174

8.2惯性测量姿态的确定 181

第9章 自旋、双自旋稳定航天器的姿态确定 183

9.1自旋姿态的参考测量 184

9.2自旋轴姿态的几何确定法 189

9.3自旋轴姿态确定的太阳-地球方式 195

9.4章动测量 197

第10章 三轴稳定航天器的姿态确定 202

10.1三轴姿态的参考测量 203

10.2三轴稳定航天器的几种姿态直接确定方法 214

第11章 航天器姿态控制及姿态控制系统概述 229

11.1航天器姿态控制概述 230

11.2航天器姿态控制系统分类 233

第12章 自旋、双自旋稳定航天器的姿态控制 241

12.1自旋、双自旋航天器姿态控制的任务和方法 242

12.2自旋、双自旋航天器的章动阻尼及控制 243

12.3自旋、双自旋航天器的姿态进动控制 252

第13章 零动量三轴稳定航天器的姿态稳定控制 263

13.1采用不同姿态参数的基本控制律 264

13.2三轴姿态稳定航天器的喷气控制 267

13.3航天器整体零动量轮控系统的姿态稳定控制 299

13.4采用控制力矩陀螺的三轴稳定航天器姿态稳定控制 314

第14章 偏置动量轮控系统的姿态稳定控制 322

14.1偏置动量三轴稳定航天器的动力学模型及分析 323

14.2偏置动量轮控系统的基本控制原理 331

14.3固定偏置动量轮控系统设计 337

14.4单自由度偏置动量轮控系统设计 356

14.5两自由度偏置动量轮控系统设计 362

第15章 三轴稳定航天器的姿态捕获和姿态机动控制 367

15.1姿态捕获 368

15.2姿态机动控制 375

习题 382

附录1运动的稳定性及其判据 393

附录2四元数的定义和性质 401

附录3姿态敏感器 410

附录4姿态控制执行机构 439

参考文献 457

名词索引 459