轨道动力学试题.docx

写出四种地心坐标系的名称以及坐标原点与坐标轴的定义。 地心赤道惯性坐标系 原点：地心 画出地心赤道惯性坐标系与地心赤道旋转坐标系的简图，标明坐标原点与坐标轴方向，说明哪种坐标系是与地球固联的。 航天器姿态参数的定义，列举姿态参数的几种类型。 航天器的姿态描述，体现在这两个坐标系坐标轴之间相对方向的物理量,称为姿态参数。姿态参数包括：方向余弦矩阵、欧拉轴/角、欧拉四元数和欧拉角等 4、常用的航天器姿态动力学模型有哪些，简述姿态动力学的研究方法。 1.常用的航天器姿态动力学模型包括刚体、准刚体、多刚体﹑刚体一挠性体混合系统,刚体一挠性体一液体混合系统等。 2.先对航天器及其环境做出简化假设,建立动力学模型,根据力学原理列写描述姿态运动的微分方程,即数学模型,然后用分析方法或计算机仿真来研究运动方程解的性质,从中得出有意义的结论。 5、多刚体航天器的姿态动力学建模有哪两种方法，并写出两种建模方法的角动量表达式及各物理量含义。 6、列出四种空间环境力矩的类型，并简述四种空间环境力矩的形成原因。 重力梯度力矩；在与距离平方成反比律的引力场中做轨道运动的任意物体,只要其质量分布非对称,都将受到重力梯度力矩的作用。 太阳辐射力矩 航天器在轨道运动时,会受到各种辐射源的照射,光子流对航天器表面的碰撞产生辐射压力。若辐射压力的合力方向不穿过航天器的质心,则将产生辐射压力矩 气动力矩:生的 地磁力矩：地磁力矩的物理机制是航天器的有效偶极子磁矩与当地地磁场相互作用而产生的。 根据方向余弦矩阵，写出坐标系绕三个坐标轴的基元旋转矩阵，以及按zxz顺序欧拉旋转的方向余弦矩阵。 写出四种星体坐标系的名称以及坐标原点与坐标轴的定义。 1质心轨道坐标系 2航天器本体坐标系 航天器姿态动力学方程的推导的理论依据是什么？列写当选择星体坐标系为惯性主轴坐标系时，欧拉方程的展开式。 动量矩是怎样定义的?写出其在本体坐标系的分量的表达式(两种)。 写出航天器转动惯量矩阵的一般计算表达式。对于惯性主轴坐标系下的转动惯量矩阵的表达式是怎样的? 刚体动能的定义式、一般计算式和惯性主轴坐标系下的计算式是怎样的? 轴对称自旋稳定航天器在自由转动时的姿态动力学方程是什么？其三个方向的角速度分量有什么特点？ 双自旋稳定航天器的组成，列举应用实例。 双自旋航天器是在同一旋转轴上安装两个以不同转速转动的部分,其主体部分是旋转的(称为转子),主要作用是使星体获得必要的单轴姿态稳定性;另一部分称为消旋平台,用于安装天线或观测仪器等有效载荷,作用是对地球或惯性空间固定定向。转子与平台之间用消旋轴承来连接，消旋轴承轴与自旋轴一致。 双自旋卫星相机拍摄地球相片 利用惯性轮进行三轴稳定的航天器的工作原理是什么？推导其动力学方程的思路是什么? 角动量守恒定理 推导思路是:首先定义系统质心坐标系﹐然后列出系统关于系统质心的角动量表达式,将其代入经典欧拉方程,即可得到姿态动力学方程式