行星轨道动力学与无线电遥感

课程编码：180083990104P2002H 英文名称：Planetary Orbital Dynamics and Radio Remote Sensing 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业核心课 主讲教师：甘庆波等

本课程是行星科学学科的专业核心课，将全面介绍和分析国内外行星空间无线电遥感探测发展史；讲授太阳系内天体以及行星动力学与天体测量基本理论以及行星演化基础数理知识；深入讲解无线电遥感探测基本原理和方法、行星空间无线电遥感数据处理和反演技术；基于世界现有无线电遥感设备讲解行星雷达工作原理；开展初步行星探测的轨道任务设计，介绍我国及国际上的行星探测任务，基于这些探测任务以及科学目标探讨行星空间无线电探测应用及学科热点。课程设计旨在为学生建立行星空间环境遥感探测、行星探测任务基础背景、培养学生对行星空间遥感探测及其科学应用的兴趣，以及在今后的行星空间物理研究、或空间探测任务中具有基本概念和基础数理知识，建立行星比较研究的大局观。

大学物理，高等数学，数值分析，常微分方程与数值解

第一章 课程简介 3学时 袁洪
第1节 行星轨道与行星遥感课程概述
第2节 课程目标、内容设置与教学进度安排
第二章 行星轨道理论基础 3学时 甘庆波
第1节 太阳系动力学中的轨道力学问题
第2节 轨道力学设计的两类力学系统
第3节 卫星运动采用的力学模型
第4节 小行星与深空探测器运动采用的力学模型
第三章 时间参考系与空间参考系 3学时 甘庆波
第1节 时间系统
第2节 空间坐标系
第3节 地球坐标系统
第4节 月球坐标系统
第5节 火星坐标系统
第四章 卫星运动的基本参考模型二体运动 3学时 甘庆波
第1节 二体运动六个积分
第2节 椭圆运动的基本关系
第3节 椭圆运动的展开式
第4节 星历计算
第5节 开普勒方程的解法
第6节 抛物线与双曲线轨道
第五章 受摄二体问题的基本方程 3学时 甘庆波
第1节 摄动运动方程的建立
第2节 摄动运动方程的各种形式
第3节 卫星运动的受摄动力模型
第六章 限制性三体问题的基本方程与Jacobi积分 3学时 甘庆波
第1节 圆形限制性三体问题的运动方程建立与Jacobi积分
第2节 圆形限制性三体问题五个特解
第3节 Jacobi常数及其五个临界值
第4节 圆形限制性三体问题平动解的稳定性
第5节 平动点动力学特征及应用
第七章 近地小行星轨道动力学特征 3学时 甘庆波
第1节 近地小行星概况
第2节 近地小行星起源：太阳系主带小行星共振现象与Kirkwoods gap
第3节 近地小行星探测轨道设计
第4节 近地小行星观测、定轨与险评估
第5节 近地小行星防御应对
第八章 行星微波遥感基本原理 3学时 袁洪
第1节 微波遥感基本原理
第2节 电磁波及其与物质相互作用
第九章 被动微波遥感系统 3学时 袁洪
第1节 微波遥感特点
第2节 微波天线理论
第3节 微波辐射计
第十章 主动微波遥感系统 3学时 袁洪
第1节 雷达原理
第2节 微波散射计
第3节 微波高度计
第4节 电离层测高仪
第十一章 微波成像雷达原理 3学时 袁洪
第1节 微波SAR
第2节 微波干涉测量
第十二章 初轨确定与精密定轨 3学时 甘庆波
第1节 定轨问题的提法
第2节 观测资料介绍与观测原理
第3节 短弧段初轨问题的基本原理
第4节 各类初轨确定方法
第十三章 星际航行与探测轨道设计 3学时 甘庆波
第1节 星际航行轨道设计原理
第2节 天文导航、脉冲星导航
第3节 地月空间轨道设计与应用
第十四章 卫星轨道软件介绍与实景呈现 3学时 甘庆波
第1节 基本原理与基本场景设置
第2节 科学任务设计
第十五章 卫星轨道与遥感任务设计进阶 3学时 甘庆波
第1节 遥感任务场景设计
第2节 轨道与数据分析
第十六章 期末考试 3学时 甘庆波
第1节 开卷考试。
第十七章 课程总结 2学时 袁洪
第1节 课程回顾与考试解答

甘庆波：中国科学院国家天文台研究员，长期从事人造卫星轨道、近地小行星轨道动力学研究，主持了多项自然科学基金项目，多次获得全国轨道设计竞赛冠军与优秀指导教师，《空间碎片研究》期刊编委。
袁洪：中国科学院空天信息创新研究院导航系统部主任，研究员。长期从事空间系统工程、空间探测、北斗导航等方面的研究；近年来，主要承担导航/遥感/通信系统融合、时空关联大数据分析与应用、拒止条件下PNT技术的攻关任务。