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第1章 绪论1

1.1 基本概念1

1.1.1 太阳同步轨道1

1.1.2 太阳同步轨道设计2

1.1.3 太阳同步轨道控制4

1.2 太阳同步轨道特性与分类5

1.2.1 太阳同步轨道特性5

1.2.2 太阳同步轨道分类8

1.3 太阳同步轨道发展与应用9

1.3.1 太阳同步轨道发展阶段9

1.3.2 太阳同步轨道典型应用12

1.4 太阳同步轨道控制发展趋势17

1.4.1 控制模式发展趋势18

1.4.2 控制技术发展趋势20

第2章 太阳同步轨道摄动运动基础23

2.1 摄动运动方程24

2.1.1 常用坐标系24

2.1.2 高斯方程25

2.1.3 地面轨迹摄动运动方程28

2.2 摄动运动方程分析解29

2.2.1 平均轨道根数29

2.2.2 平均根数法解摄动运动方程29

2.3 地球非球形摄动33

2.3.1 地球非球形带谐项摄动33

2.3.2 在球面坐标系中的摄动力33

2.3.3 在径切法坐标系中的摄动力34

2.3.4 地球非球形带谐项摄动方程36

2.4 大气阻力摄动39

2.4.1 大气阻力39

2.4.2 大气阻力摄动方程42

2.5 太阳光压摄动46

2.5.1 太阳光压摄动力46

2.5.2 太阳光压摄动方程48

2.6 日月引力摄动51

2.6.1 日月引力摄动力51

2.6.2 日月引力摄动方程53

第3章 太阳同步轨道演化规律57

3.1 半长轴摄动运动57

3.1.1 大气阻力摄动解58

3.1.2 半长轴摄动运动规律58

3.2 偏心率摄动运动规律61

3.3 倾角摄动运动63

3.3.1 日月引力的摄动解63

3.3.2 倾角摄动运动规律64

3.4 太阳同步轨道升交点赤经摄动运动65

3.4.1 地球非球形带谐项的摄动解65

3.4.2 升交点赤经摄动运动规律67

3.5 升（降）交点地方时漂移68

3.5.1 地方时计算方法及算例68

3.5.2 真地方时与平地方时69

3.5.3 地方时漂移规律72

第4章 太阳同步轨道设计75

4.1 轨道设计一般原则及主要任务76

4.1.1 一般原则76

4.1.2 主要任务76

4.2 星下点及其轨迹77

4.2.1 星下点77

4.2.2 星下点轨迹78

4.2.3 星下点计算80

4.3 卫星与卫星网对地面覆盖84

4.3.1 卫星对地面覆盖84

4.3.2 地面对卫星观测几何86

4.3.3 卫星网对地面覆盖88

4.3.4 覆盖轨道89

4.4 轨道太阳角与太阳高度角90

4.4.1 轨道太阳角90

4.4.2 太阳高度角91

4.5 回归与冻结轨道95

4.5.1 回归轨道95

4.5.2 冻结轨道100

4.6 太阳同步轨道设计方法101

4.6.1 半长轴设计101

4.6.2 升交点赤经设计103

4.6.3 偏心率选择103

4.6.4 近地点幅角选择104

4.6.5 倾角选择104

4.6.6 设计实例105

4.7 太阳同步轨道发射窗口107

4.7.1 设计原则107

4.7.2 计算方法109

第5章 太阳同步轨道控制方法116

5.1 轨道控制计算方程116

5.1.1 控制计算基本方程116

5.1.2 平面内控制方程119

5.1.3 平面外控制方程125

5.2 轨迹保持控制127

5.2.1 标称轨迹确定127

5.2.2 实际运行轨迹网预报128

5.2.3 轨迹漂移估算128

5.2.4 轨迹保持控制策略129

5.3 升（降）交点地方时保持控制138

5.4 轨道控制参数计算146

5.4.1 燃料剩余量计算146

5.4.2 贮箱压力计算146

5.4.3 比冲计算147

5.4.4 推力计算147

5.4.5 开机时间长度计算147

5.4.6 燃耗量计算方法148

5.5 轨道控制结果标定计算148

第6章 太阳同步轨道卫星星座151

6.1 星座性能指标151

6.1.1 对地观测星座152

6.1.2 导航星座153

6.2 星座设计方法158

6.2.1 一般原则158

6.2.2 主要任务159

6.2.3 覆盖分析法160

6.2.4 摄动补偿法162

6.2.5 构型设计162

6.3 星座构型建立173

6.3.1 卫星运行特性174

6.3.2 星座构型几何175

6.3.3 共面星座构建178

6.3.4 非共面星座构建179

6.3.5 应用180

第7章 太阳同步轨道控制实施181

7.1 控制任务181

7.1.1 任务分析181

7.1.2 任务准备184

7.1.3 任务实施与评估186

7.2 精密轨道预报188

7.2.1 卫星跟踪预报188

7.2.2 地面轨迹网预报189

7.2.3 轨道控制预报190

7.2.4 碰撞风险预报191

7.3 地面控制实施192

7.3.1 原则与要求192

7.3.2 控制风险分析194

7.3.3 控制策略优化设计196

7.3.4 控制参数计算与注入197

7.3.5 控制效果评估计算200

7.3.6 地面控制实施流程200

7.3.7 算例分析201

7.4 卫星自主控制实施207

7.4.1 基本原则与约束207

7.4.2 控制风险自主评判208

7.4.3 控制策略自主生成209

7.4.4 控制参数自主计算210

7.4.5 控制效果自主评估212

7.4.6 自主控制实施流程213

7.4.7 算例分析216

7.5 控制效果评估218

7.5.1 原则与要求218

7.5.2 控制误差计算218

7.5.3 控制效果评估内容219

7.5.4 控制效果评估方法221

7.5.5 评估实施流程224

7.5.6 算例分析225

7.6 碰撞规避实施226

7.6.1 规避原则与约束226

7.6.2 碰撞概率计算与预警分析227

7.6.3 规避控制策略优化设计228

7.6.4 规避控制参数计算230

7.6.5 规避控制实施流程230

7.6.6 算例分析231

参考文献233