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課程概述
航天器軌道力學是航天器設計、研製與應用的基礎，與飛行器總體設計、載荷設計、姿控系統設計、測控系統設計等領域密切相關，是型號設計、飛行試驗、飛行仿真和飛行器應用的理論基礎，也是相關領域工程技術人員的必備知識。
本課程緊貼航天工程發展需求，講授軌道力學預備知識、二體問題、軌道攝動、軌道確定、近地軌道設計、機動軌道設計、奔月及行星際軌道設計等內容，主要面向航空航天類及相關專業的本科生，同時兼顧服務於與航天器設計和應用有關的機電、控制、通信、導航、光學等技術領域的本科生、研究生或工程技術人員。
相關課程在國防科技大學已開設40多年，有很好的積累。課程在講授中既注重構建清晰的理論圖像，也注重與工程背景的有機結合。同時課程提供了課件、講義、習題、教學案例、發展前沿等各種資源，並通過實際案例提高學生解決實際問題的能力。相比於傳統的授課方式，在線課程在包含軌道力學核心內容的同時大幅度減少學時數，便於不同學科領域學生的學習。
教學單元
1 第一篇 軌道力學預備知識
第1講 天體力學到軌道力學
第2講 太陽系與空間環境
第3講 坐標系統
第4講 時間系統
第5講 質點動力學原理
2 第二篇 二體問題
第1講 二體問題一般解
第2講 二體軌道特性
第3講 位置與時間的關係
第4講 二體軌道初值問題
第5講 軌道根數
演示視頻（不計入分數）
3 第三篇 軌道攝動
第1講 軌道攝動方程及其求解方法
第2講 地球非球形攝動
第3講 大氣阻力攝動
第4講 其它攝動
4 第四篇 軌道確定
第1講 軌道確定基本內涵
第2講 雷達觀測定軌
第3講 光學觀測定軌
第4講 二體軌道邊值問題
第5講 蘭伯特定理
第6講 蘭伯特定軌
第7講 精密軌道確定
5 第五篇 近地軌道特性與特殊軌道
第1講 無旋地球假設下的星下點軌跡
第2講 旋轉地球假設下的星下點軌跡
第3講 衛星對地覆蓋
第4講 典型航天器軌道及其特性
第5講 衛星星座與航天任務軌道選擇
演示視頻（不計入分數）
6 第六篇 機動軌道設計
第1講 軌道機動概述與軌道調整
第2講 軌道改變
第3講 軌道轉移
演示視頻（不計入分數）
7 第七篇 行星及月球探測軌道設計
第1講 N體問題
第2講 拉普拉斯影響球
第3講 行星探測日心軌道設計
第4講 行星探測地心軌道設計
第5講 行星探測行星中心軌道設計
第6講 月球探測軌道設計
第7講 圓形限制性三體問題
第8講 拉格朗日平動點
8 期末考試
9 附一：課程參考資料
10 附二：GMAT軟件學習區（僅作為學習參考，不計入成績）
Room 1: GMAT開發者教學視頻
Room 2: GMAT幫助文檔
課程列表
名稱 時間長度
第01講1.1 天體力學的萌芽 00:10:43
第02講1.2 天體力學的誕生及發展 00:07:48
第03講1.3 從天體力學到軌道力學 00:02:24
第04講1.4 軌道力學在航天中的地位與作用 00:03:59
第05講2.1 太陽與大行星 00:12:23
第06講2.2 小天體 00:03:36
第07講2.3 地月系統 00:03:45
第08講3.1 坐標系的定義及轉換 00:05:37
第09講3.2 天球坐標系 00:05:43
第10講3.3 地球坐標系 00:02:52
第11講4.1 世界時 00:13:03
第12講4.2 原子時與力學時 00:05:14
第13講5.1 運動學與動力學 00:05:39
第14講5.2 運動矢量的時間導數 00:06:39
第15講5.3 相對運動 00:04:18
第16講1.1 二體問題及其矢量方程 00:08:34
第17講1.2 積分常數 00:11:38
第18講1.3 運動方程 00:08:08
第19講1.4 活力公式 00:05:55
第20講1.5 速度的分解 00:05:08
第21講1.6 二體問題的解小結 00:03:15
第22講2.1 橢圓軌道 00:16:47
第23講2.2 拋物線和雙曲線軌道 00:14:32
第24講3.1 橢圓軌道時間方程：偏近點角的概念 00:10:28
第25講3.2 橢圓軌道時間方程：開普勒方程 00:08:59
第26講3.3 拋物線和雙曲線軌道時間方程 00:14:33
第27講4.1 用偏近點角表示位置和速度矢量 00:08:13
第28講4.2 初值問題的求解 00:12:12
第29講5.1 軌道根數的定義 00:11:20
第30講5.2 由位置速度計算軌道根數 00:02:25
第31講5.3 由軌道根數計算位置速度 00:05:15
第32講視頻1：軌道根數 00:03:02
第33講1.1 軌道攝動方程及其求解 00:09:17
第34講2.1 地球形狀與引力場 00:04:23
第35講2.2 地球扁率對軌道的影響 00:11:14
第36講3.1 大氣阻力攝動 00:06:52
第37講4.1 第三體引力攝動 00:04:17
第38講4.2 太陽光壓攝動 00:03:58
第39講4.3 與航天器設計有關的攝動 00:02:31
第40講1.1 軌道確定的涵義與步驟 00:09:05
第41講1.2 定軌數據的獲取方法 00:04:44
第42講2.1 測站地平坐標系 00:11:17
第43講2.2 單雷達站單點觀測定軌 00:05:12
第44講2.3 純位置矢量定軌 00:03:31
第45講3.1 拉普拉斯方法
第46講3.2 改進的拉普拉斯方法
第47講4.1 邊值問題的定義
第48講4.2 最小能量橢圓
第49講5.1 蘭伯特定理的證明
第50講5.2 拉格朗日方程
第51講6.1 蘭伯特定軌
第52講7.1 精密軌道確定
第53講1.1 星下點軌跡的概念
第54講1.2 星下點軌跡建模
第55講1.3 星下點軌跡特性分析
第56講2.1 星下點軌跡建模
第57講2.2 星下點軌跡特性分析
第58講3.1 衛星瞬時對地覆蓋
第59講3.2 圓軌道衛星對地覆蓋帶
第60講3.3 星載設備瞬時對地覆蓋
第61講4.1 回歸軌道與准回歸軌道
第62講4.2 太陽同步軌道與凍結軌道
第63講4.3 太陽同步軌道與凍結軌道
第64講5.1 衛星星座及其應用
第65講5.2 航天任務與軌道選擇
第66講視頻1：衛星對地覆蓋
第67講視頻2：視場角對覆蓋範圍的影響
第68講視頻3：太陽同步軌道
第69講視頻4：地球同步軌道
第70講視頻5：凍結（閃電）軌道
第71講視頻6：衛星星座及其地面覆蓋
第72講1.1 軌道機動概述
第73講1.2 軌道調整
第74講2.1 共面軌道改變
第75講2.2 異面軌道改變：僅改變軌道面
第76講2.3 異面軌道改變：一般異面軌道改變
第77講3.1 霍曼軌道轉移
第78講3.2 雙橢圓軌道轉移
第79講3.3 共面圓軌道多沖量轉移
第80講視頻1：霍曼變軌原理
第81講視頻2：GEO軌道發射過程中的軌道機動
第82講1.1 N體問題運動方程
第83講1.2 N體問題的十個積分
第84講2.1 N體問題的相對運動
第85講2.2 拉普拉斯影響球的確定
第86講3.1 雙共切橢圓軌道
第87講3.2 單共切橢圓軌道
第88講4.1 行星探測地心軌道設計
第89講5.1 行星中心軌道確定
第90講5.2 近旁轉向技術
第91講6.1 月球探測軌道設計
第92講7.1 圓形限制性三體問題運動方程
第93講7.2 雅克比積分
第94講8.1 平動點的定義與位置
第95講8.2 平動點附近的週期軌道
第96講GMAT Training Part1- Logistics（課程簡介）
第97講GMAT Training Part2- Introduction（軟件入門）
第98講GMAT Training Part3-Simulating An Orbit (仿真一條軌道)
第99講GMAT Training Part4- Introduction to the GMAT Software (關於GMAT功能和使用的詳細介紹)
第100講GMAT Training Part5-Tour of the Script Language (GMAT中腳本語言的使用)
第101講GMAT Training Part6-Simple Orbit Transfer (簡單的軌道轉移)
第102講GMAT Training Part7-Mars B-Plane Targeting（火星B平面瞄準）
第103講GMAT Training Part8-Target Finite Burn to Raise Apogee（有限推力軌道機動抬升遠地點）
第104講GMAT Training Part9-Optimal Lunar Flyby using Multiple
Shooting(多重打靶法設計最優月球近旁轉向軌道)
第105講GMAT Training Part10- Help (幫助使用)
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