熱層大氣屬于空間物理的研究范疇，由于熱層大氣會對低軌航天器的飛行產生阻力，這種阻力是低軌航天器的主要攝動力之一，而高層大氣密度與航天器受到的大氣阻力成正比例關系，因此熱層大氣密度作為航天器定軌預報、飛行壽命預測的重要參數，熱層大氣密度的變化也成為航天測控領域關注的重要對象。本書包括熱層大氣的物理過程、大氣密度測量、熱層大氣模式、熱層大氣對低軌航天器軌道的影響、面向航天器定軌的大氣模式應用、經驗大氣模式動態改進等六個部分。
本書主要介紹了作者團隊在太空目標軌道偏差演化領域的理論研究成果及應用。全書共14章，第1-8章主要介紹非線性軌道偏差演化方法，包括研究現狀、基本理論、多項式混沌展開方法、狀態轉移張量法、微分代數法、高斯混合模型、相對軌道偏差演化方法、軌道邊值問題偏差演化方法。第9-14章介紹軌道偏差演化在太空態勢感知系列任務中的應用問題求解方法，包括光學觀測短弧關聯與聚類方法、軌道機動檢測方法、碰撞預警與規避方法、碎片云演化與撞擊風險分析方法、小行星撞擊預警方法、魯棒交會軌道規劃方法。
本書面向大型復雜航天器高精度控制問題，提出一類新概念航天器——浮體式航天器，并閘述了其總體設計與控制方法，主要內容包括浮體式航天器的定義及設計要點、運動控制建模、整體穩定控制和主從協同控制系統設計等。
高溫熱結構是高超聲速飛行器最重要的結構系統。本書第一章主要是介紹高超聲速飛行器熱結構的基本概念和特點，總結分析熱結構的發展演變歷程和分類，針對未來的發展需求分析目前面臨的關鍵技術挑戰和發展趨勢。第二章針對于經典的熱力耦合問題，結合熱密封和連接結構，給出典型的熱力耦合分析框架和分析方法，最后結合模糊數學介紹熱結構的綜合效能評價方法。第三章主要是針對高超聲速多場耦合問題，重點介紹高超聲速流動-傳熱與響應的耦合分析方法以及耦合因素的影響分析方法，并結合典型熱結構給出多物理場耦合的數值模擬與試驗驗證方法
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