本书主要介绍作者团队在太空目标轨道偏差演化领域的理论研究成果及应用。全书共14章，第1～8章主要介绍非线性轨道偏差演化方法，包括研究现状、基本理论、多项式混沌展开方法、状态转移张量法、微分代数方法、高斯混合模型、相对轨道偏差演化方法、轨道边值问题偏差映射方法。第9～14章介绍轨道偏差演化在太空态势感知系列任务中的应用问题求解方法，包括光学观测短弧关联与聚类方法、轨道机动检测方法、碰撞预警与规避方法、碎片云演化与撞击风险分析方法、小行星撞击预警方法、鲁棒交会轨道规划方法。 本书可供从事航天动力学、不确定性量化、航天器测控、空间目标监视、太空态势感知和空间碎片研究的工程技术人员参考，也可供高等院校相关专业研究生学习。

“空天前沿技术丛书”序一
“空天前沿技术丛书”序二
序
前言
第1章 绪论
1.1 轨道偏差演化分析问题描述
1.1.1 典型偏差因素
1.1.2 偏差演化问题
1.2 太空态势感知中的偏差演化问题
1.2.1 数据关联
1.2.2 异常检测
1.2.3 碰撞预警
1.2.4 空间碎片环境分析
1.2.5 传感器任务调度
1.3 轨道偏差演化分析方法研究进展
1.3.1 蒙特卡罗仿真
1.3.2 线性方法
1.3.3 非线性方法
1.3.4 其他方法
参考文献
第2章 轨道偏差演化基本理论
2.1 基本动力学模型
2.1.1 坐标系定义及转换
2.1.2 轨道动力学方程
2.2 随机动力学基本理论
2.2.1 概率论与随机过程
2.2.2 高斯分布
2.3 偏差演化基本方法
2.3.1 蒙特卡罗仿真
2.3.2 无迹变换方法
2.3.3 概率密度函数单点映射的换元法
参考文献
第3章 多项式混沌展开方法
3.1 多项式混沌展开基本理论
3.1.1 正交多项式
3.1.2 自适应正交多项式
3.1.3 PCK方法
3.1.4 留一法误差评估
3.2 非干涉多项式混沌展开系数求解方法
3.2.1 最小二乘回归方法
3.2.2 最小角回归方法
3.2.3 正交匹配追踪方法
3.2.4 子空间追踪方法
3.2.5 贝叶斯压缩感知方法
3.3 干涉多项式混沌展开系数求解方法
3.4 灵敏度估计
3.5 算例分析
3.5.1 非干涉PCE算例
3.5.2 PCK算例
3.5.3 干涉多项式混沌展开算例
参考文献
第4章 状态转移张量法
4.1 绝对轨道状态转移张量
4.1.1 轨道动力学方程
4.1.2 无机动的状态转移张量
4.1.3 脉冲机动下的状态转移张量
4.2 基于状态转移张量的偏差演化分析
4.2.1 统计矩分析
4.2.2 脉冲机动下的分段预报方法
4.2.3 脉冲机动下的连续预报方法
4.3 算例分析
4.3.1 问题配置
4.3.2 状态转移张量精度对比
4.3.3 分段偏差预报结果对比
4.3.4 连续偏差预报结果对比
参考文献
第5章 微分代数方法
5.1 微分代数理论
5.1.1 函数空间及其代数
5.1.2 最小微分代数结构1D
5.1.3 微分代数结构nDv
5.2 基于微分代数的高阶状态转移多项式
5.2.1 非线性轨道高阶状态转移多项式
5.2.2 轨道高阶状态转移多项式的时间维拓展
5.3 基于高阶状态转移多项式的轨道偏差传播方法
5.3.1 偏差分布密度变换
5.3.2 偏差统计特征计算
5.3.3 偏差样本点打靶仿真
5.4 算例分析
5.4.1 非线性轨道高阶状态转移多项式
5.4.2 基于微分代数的概率密度变换
5.4.3 基于微分代数的偏差统计矩传播
参考文献
第6章 高斯混合模型
6.1 高斯混合模型基本原理
6.1.1 不同分布间的距离测度
6.1.2 不同分布间的似然函数
6.2 一维随机变量概率密度函数的GMM分割
6.2.1 一维正态分布分割
6.2.2 一维均匀分布分割
6.3 多维随机变量概率密度函数的GMM分割
6.3.1 分割方向选取
6.3.2 多维分割
6.3.3 多维合并
6.4 基于GMM的轨道偏差演化
6.4.1 GMM-STT方法
6.4.2 GMM-UT方法
6.5 算例分析
6.5.1 GMM-STT结果
6.5.2 GMM-UT结果
参考文献
第7章 相对轨道偏差演化方法
7.1 相对轨道运动问题描述
7.1.1 相对轨道参数定义
7.1.2 相对运动方程研究现状
7.2 考虑J2摄动的解析非线性相对运动方程
7.2.1 吻切相对轨道根数的非线性变换
7.2.2 平均相对轨道根数的非线性预报
7.2.3 相对运动状态转移张量
7.2.4 方程的奇异情况分析
7.2.5 方程精度仿真分析
7.3 非线性相对轨道偏差的状态转移张量
7.4 非线性相对轨道偏差演化分析
7.4.1 自由相对运动时协方差分析
7.4.2 从航天器脉冲机动时协方差分析
7.4.3 主航天器脉冲机动时协方差分析
7.4.4 非线性概率密度函数演化分析
7.5 算例分析
7.5.1 问题配置
7.5.2 自由相对运动工况
7.5.3 从航天器机动工况
7.5.4 主航天器机动工况
7.5.5 不同初始条件下的偏差演化对比
7.5.6 结果讨论
参考文献
第8章 轨道边值问题偏差映射方法
8.1 兰伯特问题求解方法
8.1.1 拉格朗日转移时间方程
8.1.2 基于普适变量的转移时间方程
8.1.3 终端速度解算
8.2 二体兰伯特问题偏差高阶映射
8.2.1 兰伯特问题输入和输出的高阶展开
8.2.2 微分代数的部分求逆法
8.2.3 微分代数Householder方法
8.3 摄动兰伯特问题偏差高阶映射
8.3.1 摄动轨道动力学方程
8.3.2 基于高阶映射的速度修正
8.3.3 自适应同伦迭代求解器
8.4 算例分析
8.4.1 二体兰伯特问题高阶映射算例