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第1章 概论 1

1.1 概述 1

1.2 理想静止轨道 3

1.3 静止轨道卫星现状 4

1.4 本书内容概况 6

第2章 卫星轨道基础 9

2.1 概述 9

2.2 地球运动 10

2.2.1 平太阳日 10

2.2.2 平恒星日 11

2.2.3 春分点 12

2.2.4 零子午面 13

2.2.5 当地太阳时 14

2.2.6 地球自旋轴极移运动 15

2.2.7 地球自旋轴进动运动 17

2.2.8 地球自旋轴章动运动 18

2.3 时间系统 24

2.3.1 恒星时和世界时（UT1） 26

2.3.2 相对儒略日（MJD） 26

2.3.3 恒星时（GMST） 27

2.3.4 原子时（TAI） 30

2.3.5 协调世界时（UTC） 30

2.3.6 地方时（LT） 31

2.3.7 历书时（ET） 32

2.3.8 GPS时（GPS） 32

2.3.9 时间系统关系 33

2.4 空间度量坐标系 34

2.4.1 J2000.0地心惯性系 35

2.4.2 历元平赤道坐标系 36

2.4.3 历元真赤道坐标系 38

2.4.4 准地球固连坐标系 40

2.4.5 国际地球参考坐标系 41

2.4.6 测站地平坐标系 44

2.4.7 径切法坐标系 46

2.4.8 质心轨道坐标系 48

2.4.9 东南地坐标系 49

2.4.10 卫星本体坐标系 50

2.5 开普勒轨道 54

2.5.1 开普勒根数与运动状态参数 57

2.5.2 开普勒根数与度量坐标系 59

2.5.3 静止轨道位置保持无奇点根数 61

2.6 总结 65

第3章 静止轨道卫星运动 66

3.1 概述 66

3.2 静止轨道卫星在惯性空间的运动 66

3.3 静止轨道卫星相对定点位置的运动 69

3.4 静止轨道卫星“8”字轨迹真相 74

3.5 静止轨道卫星相对运动 76

3.5.1 赤道平面相对运动轨迹 77

3.5.2 子午平面相对运动轨迹 78

3.5.3 切平面相对运动轨迹 80

3.6 总结 85

第4章 静止轨道摄动运动 86

4.1 概述 86

4.2 静止卫星摄动运动趋势 86

4.3 静止轨道拉格朗日摄动方程 89

4.3.1 漂移率矢量拉格朗日方程 90

4.3.2 偏心率矢量拉格朗日方程 91

4.3.3 倾角矢量拉格朗日方程 92

4.4 地球非球形摄动 94

4.4.1 地球非球形静止轨道半径 96

4.4.2 地球非球形引力半长轴摄动方程 99

4.4.3 地球非球形引力漂移率摄动方程 107

4.4.4 地球非球形引力平经度摄动方程 109

4.4.5 地球非球形引力倾角矢量摄动方程 117

4.4.6 地球非球形引力偏心率矢量摄动方程 119

4.4.7 小结 121

4.5 日月引力摄动 121

4.5.1 日月引力摄动函数 124

4.5.2 日月引力轨道漂移率摄动方程 126

4.5.3 日月引力轨道偏心率摄动方程 131

4.5.4 日月引力轨道倾角摄动方程 134

4.5.5 日月星历计算 141

4.5.6 小结 145

4.6 太阳光压摄动 145

4.6.1 太阳光压轨道漂移率矢量摄动方程 147

4.6.2 太阳光压摄动静止轨道偏心率矢量运动 149

4.6.3 太阳光压摄动静止轨道倾角矢量运动 152

4.6.4 卫星光照条件方程 153

4.6.5 小结 154

4.7 总结 155

第5章 静止轨道谐波分解与平运动 156

5.1 概述 156

5.2 谐波分解 157

5.3 基函数 157

5.4 奇异值分解 158

5.5 漂移率矢量平运动 160

5.6 偏心率矢量平运动 164

5.7 倾角矢量平运动 167

5.8 总结 171

第6章 静止轨道控制原理 173

6.1 概述 173

6.2 静止轨道相对定点运动 173

6.3 静止轨道小偏差线性化方程 176

6.4 径向脉冲控制方程 178

6.5 切向脉冲控制方程 180

6.6 法向脉冲控制方程 184

6.7 脉冲推力控制方程 185

6.8 静止轨道连续推力控制方程 186

6.9 静止轨道卫星推力器的配置 188

6.10 总结 190

第7章 静止卫星位置保持控制 191

7.1 概述 191

7.2 静止卫星南北保持控制 194

7.2.1 平倾角保持圆 195

7.2.2 单星倾角控制目标 195

7.2.3 倾角控制量 196

7.2.4 倾角控制时刻 197

7.2.5 倾角控制实例 199

7.3 静止轨道东西保持控制 202

7.3.1 东西保持环 205

7.3.2 漂移率控制目标 208

7.3.3 漂移率控制量 209

7.3.4 偏心率控制目标 214

7.3.5 漂移率单脉冲控制 221

7.3.6 漂移率目标同向双脉冲控制 231

7.3.7 偏心率目标反向双脉冲控制 235

7.3.8 平经度目标三脉冲控制 241

7.4 总结 245

第8章 静止轨道共位控制技术 246

8.1 概述 246

8.2 相对运动坐标系 248

8.3 静止轨道共位相对运动 248

8.4 共位策略设计原则 251

8.5 平经度隔离策略 252

8.6 偏心率矢量隔离策略 255

8.6.1 绝对偏心率隔离策略 256

8.6.2 太阳指向超前目标 258

8.6.3 相对偏心率隔离策略 262

8.7 偏心率倾角矢量联合隔离策略 266

8.7.1 独立控制双星倾角隔离策略 269

8.7.2 独立控制四星倾角隔离策略 273

8.7.3 协调控制联合隔离策略 275

8.8 共位策略的安全性分析 279

8.9 总结 280

附录A 勒让德函数 281

附录B 地球非球形引力场 283

B.1 地球引力场递归算法 286

B.2 引力场模型系数归一化 288

B.3 引力场模型数据结构 289

参考文献 291