2025-2026 冬学期 回忆卷 ¶

填空题（20 分）¶

1. 地心赤道惯性坐标系的原点是 ____，基准面是 ____，z 轴指向 ____，卫星轨道坐标系的 z 轴指向 ____

2. 空间环境力矩主要有四种：____ 、____、____、____

3. 大气阻力对航天器轨道显著的长期影响是改变轨道参数 ____ 和 ____

4. 卡尔曼滤波器分为两个部分：____ 方程和 ____ 方程

5. 运动方程相关，不记得了

6. 姿态敏感器 ____ 精度高，____ 测量绝对位姿，两者结合 ____

7. 航天器在轨道运动中 ____ 守恒，动量轮基于 ____，推力器基于 _____ 定理

简答题（30 分）¶

1. 根据万有引力定律推导开普勒第二定律的核心逻辑，与角动量守恒的关系（6 分）

2. 反作用轮、推力器、重力梯度杆的原理，对比分析应用场景的差异（8 分）

3. 轨道六要素，如何决定位置和速度（8 分）

4. 反作用轮三轴姿态稳定航天器的欧拉动力学方程，画出偏置动量轮滚动 - 偏航耦合通道的框图（8 分）

计算题（30 分）¶

四元数（12 分）¶

修正罗格里德参数为 \(\sigma=[0.0317 \quad 0.0726 \quad 0.0927]\)

（1）四元数及约束

（2）方向余弦阵

（3）采用 3-1-2 转动次序的欧拉角

（4）为什么控制回路不直接使用欧拉角

轨道参数（6 分）¶

\(r=[-3729.5 \quad 1644.6 \quad 5163.0]^T\) \(v=[2.1319 \quad -7.2964 \quad 3.8642]^T\)

（1）计算轨道六要素

（2）顺行运动还是逆行运动

霍曼转移（12 分）¶

航天器从近地点 680km、远地点 1000km 的初始轨道，经近地点 680km、远地点 13000km 的霍曼转移轨道，到 13000km 的正圆轨道。

（1）计算 \(\Delta v\)、\(\Delta v'\)、\(\Delta v_{\text{total}}\)

（2）根据机械能守恒和动量守恒定理，为什么在近地点加速能提高远地点，其他位置可以吗

设计题（10 分）¶

高分十一号卫星，太阳同步轨道（核心要求：1m 的高分辨率，全球覆盖）

（1）根据核心要求分析为什么选择太阳同步轨道

（2）执行机构选型

（3）给出姿态控制系统方案（2 个姿态敏感器）

论述题（10 分）¶

结合课上研讨内容，人工智能技术可以应用在哪些场景，如何提升其能力

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