飞机及其环境的建模与仿真 第1卷 平台运动学和综合环境PDF格式文档图书下载

第1章 绪论 1

1.1 计算建模 1

1.2 建模与仿真（M＆S） 2

1.3 开发过程 3

1.4 模型 7

1.5 元模型 11

1.6 航空航天应用 13

1.6.1 综合环境 13

1.6.2 航空飞行器 16

1.7 集成和互操作性 20

1.8 章末寄语 21

第2章 平台运动学 22

2.1 坐标系 22

2.1.1 平台坐标系 22

2.1.2 局部坐标系 23

2.1.3 地心坐标系 24

2.1.4 方位 25

2.1.5 飞行坐标系 34

2.2 改变位置和方向 36

2.3 旋转坐标系 38

2.3.1 惯性和非惯性坐标系 38

2.3.2 矢量微分 39

2.3.3 泊松方程 40

2.4 四元数 42

2.4.1 构建方法 42

2.4.2 利用四元数来表示坐标系旋转 45

2.4.3 四元数和欧拉角的关系 47

2.5 瞄准线 49

第3章 地理空间参考模型 56

3.1 球状地球 56

3.2 球面三角学 59

3.3 大圆航行 64

3.4 恒向线航行 71

3.5 参考椭球 73

3.5.1 世界大地测量系统（WGS84） 73

3.5.2 大地水准面近似法 73

3.6 坐标系统 78

3.6.1 地心纬度和大地纬度 78

3.6.2 参数纬度或归心纬度 79

3.6.3 笛卡儿坐标系 81

3.6.4 近似笛卡儿坐标系 82

3.6.5 纬度、经度和高度 83

3.7 在椭球地球上的航行 84

3.7.1 微分几何 84

3.7.2 测地线 87

3.7.3 测地线轨迹 89

3.7.4 测地线长度 90

3.7.5 子午距 91

3.7.6 恒向线 93

3.8 制图 94

3.9 地图投影的一般原则 94

3.10 墨卡托投影 99

3.11 横轴墨卡托投影 103

3.11.1 正向投影 103

3.11.2 大不列颠国家网格 106

3.11.3 通用横墨卡托网格系统 109

3.11.4 投影几何 110

3.11.5 逆投影 112

3.12 等量纬度 113

3.13 极球面投影 114

3.13.1 基本方程 114

3.13.2 通用极球面（UPS）投影 116

3.14 三维测绘 116

3.15 真实纬度、经度和高度 121

第4章 方位天文学 126

4.1 地球和太阳 126

4.2 观测参考系 128

4.2.1 地平坐标系 129

4.2.2 第一赤道坐标系 129

4.2.3 第二赤道坐标系 130

4.2.4 坐标系转换 131

4.3 时间测量 132

4.3.1 平均时 132

4.3.2 昼夜循环 133

4.3.3 世界时 136

4.3.4 时区 138

4.3.5 恒星时 140

4.3.6 地球时 141

4.4 历法和J2000参考历元 142

4.5 年代表 144

4.6 天体测量参考系 145

4.6.1 惯性坐标系 145

4.6.2 旋转坐标系 145

4.6.3 岁差 146

4.6.4 坐标系转换 148

4.7 轨道力学 149

4.7.1 开普勒定律 149

4.7.2 轨道能量和速度 153

4.7.3 近点角和开普勒方程 153

4.7.4 轨道参数 156

4.8 太阳系轨道模型 158

4.8.1 行星数据 159

4.8.2 行星轨道 162

4.8.3 平太阳和时差 168

4.9 GPS轨道模型 170

4.9.1 GPS卫星历书模型 171

4.9.2 GPS星历模型 172

4.9.3 YUMA历书 174

4.9.4 两行轨道参数 174

4.9.5 GPS星群 176

4.10 夜空 177

第5章 重力势场 184

5.1 势场 184

5.1.1 高斯定理 184

5.1.2 高斯定理的应用 184

5.1.3 泊松方程和拉普拉斯方程 185

5.1.4 拉普拉斯方程的求解 186

5.2 引力 188

5.2.1 万有引力 188

5.2.2 视比重：球形地球 189

5.2.3 视比重：WGS84椭圆体 190

5.2.4 重力矩 191

5.2.5 地球重力模型（EGM96） 192

5.2.6 麦克卡拉公式 194

5.2.7 地球扁率或“扁率” 197

5.2.8 重力笛卡儿分量 198

5.2.9 WGS84重力公式 200

5.2.10 大地水准面 200

5.3 地磁 201

5.3.1 地球磁场 201

5.3.2 磁引力 201

5.3.3 世界地磁模型（WMM2005） 203

5.3.4 近似偶极子 207

5.4 重力势计算 209

5.4.1 EGM96和WMM2005球谐函数 209

5.4.2 递推公式 210

5.4.3 坎宁安法 212

5.5 重力势模型总结 218

第6章 大气 219

6.1 概述 219

6.2 标准大气模 型 220

6.3 ISA常数及关系 221

6.4 重力势高度 224

6.4.1 标准定义 224

6.4.2 广义定义 225

6.5 大气纵向结构 226

6.6 压力高度 231

6.7 参考大气 233

6.8 季节性波动 235

6.9 气候区 236

6.9.1 MIL-HDBK-310气候分类法 236

6.9.2 柯本气候分类法 238

6.10 空气密度 242

6.11 水汽 242

6.11.1 气体常数 242

6.11.2 湿度 244

6.12 天气系统 252

附录A MATLAB简介 259

A.1 MATLAB 259

A.2 MATLAB家族产品 259

A.3 开始 260

A.4 获取帮助 261

A.5 位置搜索 264

A.6 数值：变量与常量 265

A.7 算法 269

A.8 逻辑 272

A.9 M文件与函数 275

A.10 内置函数 277

A.11 常量 277

A.12 创建图表 278

A.13 附录A总结 279

附录B数据和函数 281

B.1 数据类型 281

B.2 数据类型说明 282

B.2.1 “双精度型数据” 282

B.2.2 “逻辑型数据” 283

B.2.3 “字符型数据” 284

B.2.4 “元胞数组” 284

B.2.5 “结构” 285

B.2.6 “函数句柄” 287

B.3 程序结构 289

B.3.1 语法 290

B.3.2 条件运算 294

B.3.3 迭代运算 296

B.3.4 异常处理 297

B.3.5 省略部分 299

B.4 用户自定义函数 299

B.4.1 接口 299

B.4.2 泛型函数 301

B.4.3 递归函数 303

B.4.4 私有函数 304

B.5 自定义类 304

B.6 实际应用 307

B.6.1 命名惯例 308

B.6.2 程序结构 310

B.6.3 优先级 313

B.6.4 选择权 314

B.7 附录B总结 315

附录C组织机构 316

C.1 联合国专门机构 316

C.2 国际组织机构 317

C.3 美国政府机构 320

C.4 英国政府机构 323

C.5 欧洲组织机构 324

C.6 公开项目和联盟 325

参考文献 327

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