《航天器軍事應用建模與仿真》是在總結(jié)作者近些年教學心得和科研成果的基礎(chǔ)上編寫的一部學術(shù)性較強的軍事技術(shù)理論著作。全書以航天器偵察監(jiān)視、通信中繼、導航定位、導彈預警、氣象探測和電子干擾等功能的建模與仿真為核心內(nèi)容，詳細闡述了航天器的軍事應用、仿真結(jié)構(gòu)、仿真流程、數(shù)學模型以及支持功能仿真的公共基礎(chǔ)模型，系統(tǒng)地介紹了航天器軍事應用建模與仿真基礎(chǔ)、航天器組網(wǎng)應用和軍事應用可視化的建模與仿真、基于STK的航天器軍事應用仿真分析等內(nèi)容。
　　《航天器軍事應用建模與仿真》可以作為全軍院校軍事運籌學、軍事航天學、系統(tǒng)建模與仿真等學科專業(yè)研究生相關(guān)專業(yè)課程的教材或教學參考書，也可作為相關(guān)領(lǐng)域研究人員的參考資料。

　　信息化條件下的局部戰(zhàn)爭實踐表明，航天器在戰(zhàn)場態(tài)勢感知、指揮通信、導航支援等方面的應用不斷加強，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的地位和作用越來越重要，從而備受世界各國關(guān)注，引發(fā)了航天器軍事應用研究的熱潮。建模與仿真是認識世界和改造世界的重要手段，目前，已滲透到各學科和工程技術(shù)領(lǐng)域，如生物領(lǐng)域、航天航空領(lǐng)域、水利工程領(lǐng)域等，在軍事領(lǐng)域的應用研究也得到了廣泛深入的發(fā)展。將建模與仿真用于研究航天器的軍事應用，將成為認識、發(fā)現(xiàn)和掌握航天器軍事應用規(guī)律的重要方法。
　　本書以作戰(zhàn)模擬的基本理論和方法為指導，以航天器軍事應用仿真為研究對象，構(gòu)建了航天器軍事應用模型體系，建立了航天器軍事應用的各種功能模型，并進行了航天器軍事應用模型的仿真設計，旨在為航天裝備體系發(fā)展論證、航天器軍事應用效能評估、航天器軍事應用方式研究以及航天器軍事應用模擬訓練提供技術(shù)支撐，為航天器形成作戰(zhàn)能力的探索研究提供支持。
　　本書分為12章。第1章、第2章是本書的基礎(chǔ)部分，介紹航天器軍事應用及航天器軍事應用建模與仿真的基本思想與方法、模型體系等內(nèi)容；第3章一第10章是本書的核心部分，介紹航天器偵察、通信中繼、導航定位、導彈預警、氣象監(jiān)測和電子干擾等主要軍事應用功能的建模與仿真以及支持功能仿真的公共模型和航天器組網(wǎng)應用模型；第11章、第12章是本書的擴展部分，介紹航天器軍事應用的可視化仿真和基于STK軟件的應用仿真分析方法。
　　本書由曹裕華、馮書興設計框架，曹裕華、馮書興、管清波、張玉軍、汪洲和白洪波共同編寫。其中，曹裕華負責第1章、第3章、第6章，馮書興負責第4章，管清波負責第2章、第8章，張玉軍負責第5章、第7章、第12章，汪洲負責第9章、第10章，白洪波負責第11章，全書由曹裕華、馮書興負責統(tǒng)稿和修改。
　　本書是作者在近幾年的教學心得和科研成果基礎(chǔ)上整理和深化而成的，同時，也參考或直接引用了國內(nèi)外的有關(guān)文獻。撰寫過程中，得到了領(lǐng)導和專家的指導、幫助。軍事科學院軍事運籌分析研究所的江敬灼研究員，裝甲兵工程學院的郭齊勝教授，裝備指揮技術(shù)學院的于小紅教授、李智教授認真審讀了書稿，提出了寶貴的修改意見。學院科研處的王元欽副部長、學術(shù)成果處廖育榮處長、錢坤參謀、試驗指揮系白楊政委和廖學軍副主任給予了支持和幫助，在此一并表示衷心的感謝。

第1章 航天器軍事應用概述
1.1 航天器概述
1.1.1 航天器的組成及功能
1.1.2 航天器的分類
1.1.3 航天器的特點
1.2 航天器在現(xiàn)代作戰(zhàn)中的應用分類
1.2.1 偵察監(jiān)視應用
1.2.2 導航定位應用
1.2.3 信息傳輸應用
1.2.4 導彈預警應用
1.2.5 環(huán)境探測應用
1.2.6 作戰(zhàn)支援應用
1.3 航天器在現(xiàn)代作戰(zhàn)中的應用特點
1.3.1 每戰(zhàn)必用
1.3.2 最先應用
1.3.3 全程應用
1.3.4 集中應用
1.4 航天器在現(xiàn)代作戰(zhàn)中的地位和作用
1.4.1 發(fā)揮信息化武器裝備效能
1.4.2 構(gòu)建指揮信息系統(tǒng)
1.4.3 實現(xiàn)作戰(zhàn)單元聯(lián)合
1.4.4 奪取戰(zhàn)場信息優(yōu)勢
1.4.5 開辟新的戰(zhàn)場空間
1.5 航天器軍事應用研究的問題與方法
1.5.1 航天器軍事應用研究的問題
1.5.2 航天器軍事應用研究的建模與仿真

第2章 航天器軍事應用建模與仿真基礎(chǔ)
2.1 航天器軍事應用建模與仿真的用途
2.1.1 航天裝備體系發(fā)展論證支持
2.1.2 航天器軍事應用戰(zhàn)術(shù)技術(shù)研究
2.1.3 航天器軍事應用模擬訓練
2.2 航天器軍事應用建模思路與方法
2.2.1 建模的基本過程和方法
2.2.2 概念建模方法
2.2.3 網(wǎng)絡建模技術(shù)
2.3 航天器軍事應用仿真模型體系
2.3.1 模型體系及其設計原則
2.3.2 模型體系
2.4 航天器軍事應用的仿真方法
2.4.1 蒙特卡洛法
2.4.2 仿真推進策略
2.5 航天器軍事應用過程
2.5.1 航天器目標偵察監(jiān)視應用過程
2.5.2 航天器導彈預警應用過程
2.5.3 航天器導航定位應用過程
2.5.4 航天器通信保障應用過程

第3章 航天器軍事應用仿真公共模型
3.1 航天器軍事應用建�；�礎(chǔ)
3.1.1 坐標系
3.1.2 時間系統(tǒng)
3.1.3 航天器軌道
3.1.4 地心慣性坐標系、地心固連坐標系和地心軌道坐標系的相互轉(zhuǎn)換
3.2 航天器任意時刻的方位與運動狀態(tài)計算模型
3.2.1 航天器任意時刻的真近點角計算模型
3.2.2 航天器任意時刻的地心距與軌道速度計算模型
3.2.3 航天器任意時刻的位置與速度分量計算模型
3.2.4 航天器任意時刻的星下點計算模型
3.3 航天器任意時刻地面覆蓋計算模型
3.3.1 瞬時覆蓋角和覆蓋區(qū)域計算模型
3.3.2 航天器最早覆蓋給定地面目標的時間計算模型
3.3.3 航天器一個圈次觀測給定地面目標的時段計算模型
3.3.4 航天器對給定地面目標的重訪周期計算模型?
3.4 對目標航天器的可見性判斷計算模型
3.4.1 地面站對目標航天器的可見性判斷計算模型
3.4.2 地面站對目標航天器的可見弧段計算模型
3.4.3 中繼星對目標航天器之間的可視性判斷計算模型
3.4.4 中繼星對目標航天器之間的可視時間計算模型
3.5 航天器軌道機動所需速度增量與時間計算模型
3.5.1 霍曼轉(zhuǎn)移
3.5.2 共面圓軌道三沖量雙橢圓轉(zhuǎn)移
3.5.3 共面共拱線橢圓軌道轉(zhuǎn)移
3.5.4 非共面軌道轉(zhuǎn)移
3.5.5 相位調(diào)整
3.5.6 燃料消耗與速度增量的關(guān)系

第4章 航天器偵察功能建模與仿真
4.1 航天器偵察工作原理
4.1.1 光學成像偵察功能原理
4.1.2 雷達成像偵察功能原理
4.1.3 電子偵察功能原理
4.1.4 海洋目標監(jiān)視功能原理
4.2 航天器偵察功能仿真設計
4.2.1 仿真功能分析
4.2.2 仿真模型結(jié)構(gòu)
4.2.3 仿真流程
4.3 航天器偵察功能建模
4.3.1 地面分辨力計算模型
4.3.2 偵察圖像對應的地面區(qū)域計算模型
4.3.3 成像影響因素的定量描述模型
4.3.4 發(fā)現(xiàn)與揭示目標概率計算模型
4.3.5 光學成像定位精度計算模型
4.3.6 雷達成像定位精度計算模型
4.3.7 電磁信號截獲判斷計算模型
4.3.8 電子偵察定位精度計算模型
4.3.9 海洋監(jiān)視衛(wèi)星定位精度計算模型
4.3.10 偵察信息下傳時間延遲計算模型
4.3.11 覆蓋性能指標參數(shù)計算模型

第5章 航天器通信／中繼功能建模與仿真
5.1 航天器通信／中繼功能原理
5.1.1 衛(wèi)星通信功能原理
5.1.2 衛(wèi)星中繼功能原理
5.2 航天器通信／中繼功能仿真設計
5.2.1 仿真功能分析
5.2.2 仿真模型結(jié)構(gòu)
5.2.3 仿真流程
5.3 航天器通信／中繼功能建模
5.3.1 星載天線功能模型
5.3.2 電磁波空間傳輸損耗模型
5.3.3 通信鏈路載噪比模型
5.3.4 通信干擾模型
5.3.5 空間通信網(wǎng)絡模型

第6章 航天器導航定位功能建模與仿真
6.1 航天器導航定位功能原理
6.1.1 GPS／GLONASS導航定位功能原理
6.1.2 雙星定位功能原理
6.2 航天器導航定位功能仿真設計
6.2.1 仿真功能分析
6.2.2 仿真模型結(jié)構(gòu)
6.2.3 仿真流程
6.3 航天器導航定位功能建模
6.3.1 全球定位幾何精度系數(shù)計算模型
6.3.2 雙星定位幾何精度系數(shù)計算模型
6.3.3 定位星座優(yōu)選模型
6.3.4 用戶位置確定與計算模型
6.3.5 用戶速度確定與計算模型
6.3.6 導航干擾分析模型

第7章 航天器導彈預警功能建模與仿真
7.1 航天器導彈預警功能原理
7.1.1 DSP功能原理
7.1.2 SBIRS功能原理
7.2 航天器導彈預警功能仿真設計
7.2.1 仿真功能分析
7.2.2 仿真模型結(jié)構(gòu)
7.2.3 仿真流程
7.3 航天器導彈預警功能建模
7.3.1 導彈目標發(fā)射模型
7.3.2 高軌衛(wèi)星預警功能模型
7.3.3 低軌衛(wèi)星跟蹤功能模型
7.3.4 彈道預報模型

第8章 航天器氣象監(jiān)測功能建模與仿真
8.1 航天器氣象監(jiān)測功能原理
……
第9章 航天器電子干擾功能建模與仿真
第10章 航天器組網(wǎng)應用建模與仿真
第11章 航天器軍事應用可視化建模與仿真
第12章 基于STK的航天器軍事應用仿真分析
附錄 STK術(shù)語表
參考文獻

　　航天器是在地球大氣層以外的宇宙空間，基本上按照天體力學的規(guī)律運行的各類飛行器，又稱空間飛行器。世界上第一個航天器是蘇聯(lián)于1957年10月4日發(fā)射的“人造地球衛(wèi)星”1號，第一個載人航天器是蘇聯(lián)航天員10.A.加加林乘坐的東方號飛船，第一個把人送到月球上的航天器是美國“阿波羅”11號飛船，第一個兼有運載火箭、航天器和飛機特征的航天飛機是美國“哥倫比亞”號航天飛機。至今，航天器還都是在太陽系內(nèi)運行。航天器為了完成航天任務，必須與運載器、航天器發(fā)射場和回收設施、航天測控和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)和用戶臺站（網(wǎng)）等互相配合、協(xié)調(diào)工作，共同組成航天系統(tǒng)。其中，航天器是執(zhí)行航天任務的主體，是航天系統(tǒng)的主要組成部分。
　　1.1.1 航天器的組成及功能
　　航天器由不同功能的若干分系統(tǒng)（或系統(tǒng)）組成，一般分為專用系統(tǒng)和保障系統(tǒng)兩類。專用系統(tǒng)又稱有效載荷，用于直接執(zhí)行特定的航天任務；保障系統(tǒng)又稱通用載荷，用于保障專用系統(tǒng)的正常工作。
　　各類航天器的保障系統(tǒng)往往是相同或類似的，其組成結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，一般包括以下一些系統(tǒng)：
　�。�1）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。用于支承和固定航天器上的各種儀器設備，使它們構(gòu)成一個整體，以承受地面運輸、運載器發(fā)射和空間運行時的各種力學和空間環(huán)境，其結(jié)構(gòu)形式主要有整體結(jié)構(gòu)、密封艙結(jié)構(gòu)、公用艙結(jié)構(gòu)、載荷艙結(jié)構(gòu)和展開結(jié)構(gòu)等。航天器的結(jié)構(gòu)大多采用鋁、鎂、鈦等輕合金和增強纖維復合材料。
　�。�2）熱控制系統(tǒng)。熱控制系統(tǒng)又稱溫度控制系統(tǒng)，用來保障各種儀器設備在復雜環(huán)境中處于允許的溫度范圍內(nèi)。航天器熱控制措施主要有表面處理，包覆多層隔熱材料，以及使用熱控百葉窗、熱管和電加熱器等。