載人航天出版工程 載人航天系統(tǒng)建模與仿真

第1部分載人航天仿真支撐技術(shù)

第1章緒論3
1-1載人航天技術(shù)發(fā)展概況3
1-1-1載人航天系統(tǒng)概念與組成3
1-1-2載人航天發(fā)展現(xiàn)狀4
1-2系統(tǒng)仿真技術(shù)概述11
1-2-1系統(tǒng)仿真概念11
1-2-2系統(tǒng)仿真分類12
1-2-3系統(tǒng)仿真適用性14
1-2-4系統(tǒng)仿真過程15
1-3載人航天系統(tǒng)仿真18
1-3-1載人航天系統(tǒng)仿真層次18
1-3-2載人航天系統(tǒng)級(jí)仿真發(fā)展21
1-3-3載人航天任務(wù)級(jí)仿真發(fā)展33
1-3-4載人航天訓(xùn)練仿真發(fā)展38
參考文獻(xiàn)45
第2章載人航天仿真基本原理50
2-1系統(tǒng)仿真建模50
2-1-1仿真建模基本要求50
2-1-2建模仿真的方法、原則與模型分類51
2-1-3模型的校核、驗(yàn)證與確認(rèn)57
2-2系統(tǒng)仿真方法61
2-2-1連續(xù)系統(tǒng)數(shù)值積分方法61
2-2-2其他仿真方法76
2-3系統(tǒng)仿真試驗(yàn)91
2-3-1蒙特卡洛法92
2-3-2仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法95
2-3-3抽樣方法100
2-3-4隨機(jī)變量產(chǎn)生方法102
2-3-5方差縮減技術(shù)105
2-4載人航天可視化仿真技術(shù)107
2-4-1可視化仿真簡介107
2-4-2可視化仿真工具108
2-4-3可視化仿真典型框架115
參考文獻(xiàn)118
第3章載人航天仿真架構(gòu)與平臺(tái)119
3-1載人航天仿真架構(gòu)119
3-1-1集中式仿真架構(gòu)119
3-1-2分布式仿真架構(gòu)127
3-2分布式仿真標(biāo)準(zhǔn)134
3-2-1分布交互仿真DIS134
3-2-2高層體系結(jié)構(gòu)HLA140
3-3分布式仿真平臺(tái)dSIM146
3-3-1平臺(tái)簡介146
3-3-2功能與特點(diǎn)147
3-3-3組成150
3-3-4關(guān)鍵技術(shù)153
3-3-5使用流程162
參考文獻(xiàn)167
第2部分載人航天系統(tǒng)建模

第4章載人航天仿真基礎(chǔ)模型171
4-1時(shí)間系統(tǒng)171
4-1-1世界時(shí)系統(tǒng)171
4-1-2原子時(shí)系統(tǒng)173
4-1-3歷書時(shí)與動(dòng)力學(xué)時(shí)174
4-1-4時(shí)間系統(tǒng)轉(zhuǎn)換175
4-1-5年、歷元與儒略日176
4-2坐標(biāo)系統(tǒng)177
4-2-1基本概念177
4-2-2星際坐標(biāo)系統(tǒng)179
4-2-3地球基準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)180
4-2-4航天器基準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)188
4-3空間環(huán)境模型190
4-3-1空間引力場(chǎng)191
4-3-2大氣模型196
4-3-3空間磁場(chǎng)199
4-3-4星歷模型199
4-4航天器軌道動(dòng)力學(xué)模型205
4-4-1軌道描述205
4-4-2軌道動(dòng)力學(xué)211
4-4-3相對(duì)軌道動(dòng)力學(xué)212
4-4-4攝動(dòng)理論217
4-5航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型225
4-5-1姿態(tài)描述226
4-5-2姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)230
4-5-3姿態(tài)動(dòng)力學(xué)231
4-5-4空間環(huán)境力矩232
4-6航天動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)庫AstroLib234
4-6-1結(jié)構(gòu)功能介紹235
4-6-2支撐數(shù)據(jù)235
4-6-3航天動(dòng)力學(xué)庫235
4-6-4數(shù)學(xué)庫239
4-6-5工具庫240
參考文獻(xiàn)241
第5章逃逸與應(yīng)急救生仿真建模243
5-1載人航天救生系統(tǒng)概述243
5-1-1逃逸與應(yīng)急救生任務(wù)定位244
5-1-2逃逸救生系統(tǒng)發(fā)展概況247
5-1-3應(yīng)急救生模式劃分254
5-1-4逃逸救生系統(tǒng)的組成259
5-2逃逸與應(yīng)急救生系統(tǒng)仿真模型體系263
5-2-1逃逸與應(yīng)急救生仿真建模需求263
5-2-2重點(diǎn)仿真狀態(tài)265
5-2-3逃逸與應(yīng)急救生仿真模型分類267
5-3逃逸飛行器剛體動(dòng)力學(xué)模型268
5-3-1坐標(biāo)系268
5-3-2質(zhì)心運(yùn)動(dòng)學(xué)方程272
5-3-3繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)方程275
5-3-4載荷分析模型280
5-3-5分離模型291
5-4逃逸飛行器結(jié)構(gòu)完整性分析模型294
5-4-1結(jié)構(gòu)完整性分析任務(wù)與基本假設(shè)295
5-4-2軸向模型298
5-4-3法/橫向模型300
5-4-4過載與內(nèi)力分析模型307
5-4-5柵格翼分析模型310
參考文獻(xiàn)315
第6章交會(huì)對(duì)接仿真建模317
6-1交會(huì)對(duì)接仿真概述317
6-1-1交會(huì)對(duì)接概念317
6-1-2交會(huì)對(duì)接技術(shù)分類317
6-1-3國內(nèi)外研究進(jìn)展319
6-2交會(huì)對(duì)接任務(wù)總體方案327
6-2-1遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段飛行任務(wù)327
6-2-2近距離導(dǎo)引段飛行任務(wù)332
6-2-3平移靠攏段飛行任務(wù)335
6-2-4對(duì)接段及組合體飛行任務(wù)338
6-2-5撤離段飛行任務(wù)340
6-3遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段仿真建模341
6-3-1遠(yuǎn)距離導(dǎo)引基本模型342
6-3-2遠(yuǎn)距離特殊點(diǎn)變軌策略344
6-3-3遠(yuǎn)距離綜合變軌策略353
6-4近距離導(dǎo)引段仿真建模360
6-4-1CW制導(dǎo)模型361
6-4-2近距離導(dǎo)引安全指標(biāo)366
6-5平移靠攏段仿真建模376
6-5-1安全性約束模型377
6-5-2平移靠攏段制導(dǎo)模型388
6-5-3平移靠攏段控制策略391
6-5-4手控交會(huì)操作397
參考文獻(xiàn)405
第7章載人深空探測(cè)仿真建模409
7-1載人深空探測(cè)任務(wù)概述409
7-1-1載人深空探測(cè)的作用和意義410
7-1-2載人深空探測(cè)的目的地選擇411
7-1-3載人深空探測(cè)面臨的挑戰(zhàn)415
7-2圓形限制性三體問題418
7-2-1動(dòng)力學(xué)方程419
7-2-2平動(dòng)點(diǎn)420
7-2-3零速度面422
7-2-4平動(dòng)點(diǎn)附近的運(yùn)動(dòng)425
7-3載人登月任務(wù)仿真建模428
7-3-1載人登月任務(wù)總體方案428
7-3-2載人登月轉(zhuǎn)移軌道仿真模型438
7-3-3動(dòng)力下降與應(yīng)急上升仿真模型448
7-4載人火星探測(cè)仿真建模457
7-4-1載人火星探測(cè)任務(wù)總體方案457
7-4-2載人火星探測(cè)轉(zhuǎn)移軌道仿真模型461
7-4-3氣動(dòng)捕獲動(dòng)力學(xué)仿真模型472
7-4-4火星進(jìn)入仿真模型476
參考文獻(xiàn)489

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第3部分載人航天系統(tǒng)仿真

第8章逃逸與應(yīng)急救生仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用495
8-1逃逸救生仿真系統(tǒng)495
8-1-1系統(tǒng)仿真需求495
8-1-2仿真系統(tǒng)架構(gòu)與組成497
8-1-3仿真運(yùn)行模式與流程503
8-1-4仿真系統(tǒng)運(yùn)行示例506
8-2應(yīng)急救生仿真系統(tǒng)510
8-2-1系統(tǒng)仿真需求510
8-2-2仿真系統(tǒng)架構(gòu)與組成512
8-2-3仿真運(yùn)行模式與流程516
8-2-4仿真系統(tǒng)運(yùn)行示例518
參考文獻(xiàn)523
第9章交會(huì)對(duì)接仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用524
9-1交會(huì)對(duì)接飛行任務(wù)仿真與規(guī)劃系統(tǒng)524
9-1-1系統(tǒng)仿真需求524
9-1-2仿真系統(tǒng)架構(gòu)與組成526
9-1-3仿真運(yùn)行數(shù)據(jù)流531
9-1-4仿真系統(tǒng)應(yīng)用532
9-2交會(huì)對(duì)接全系統(tǒng)聯(lián)合仿真系統(tǒng)541
9-2-1系統(tǒng)仿真需求541
9-2-2仿真系統(tǒng)架構(gòu)與組成544
9-2-3仿真運(yùn)行模式548
9-2-4仿真系統(tǒng)應(yīng)用551
9-3遙操作交會(huì)仿真系統(tǒng)556
9-3-1系統(tǒng)仿真需求556
9-3-2仿真系統(tǒng)架構(gòu)與組成558
9-3-3仿真信息接口與數(shù)據(jù)流567
9-3-4人在回路仿真試驗(yàn)568
9-3-5遙操作操縱性能評(píng)價(jià)574
參考文獻(xiàn)581
第10章載人深空探測(cè)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用582
10-1載人登月任務(wù)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)582
10-1-1系統(tǒng)仿真需求582
10-1-2仿真系統(tǒng)架構(gòu)與組成584
10-1-3仿真運(yùn)行流程591
10-1-4仿真系統(tǒng)應(yīng)用592
10-2火星進(jìn)入仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)602
10-2-1系統(tǒng)仿真需求602
10-2-2仿真系統(tǒng)架構(gòu)與組成603
10-2-3仿真運(yùn)行流程609
10-2-4仿真系統(tǒng)應(yīng)用611
參考文獻(xiàn)617