《空間站運營任務規(guī)劃》以我國載人空間站工程為背景，對空間站運營任務規(guī)劃相關理論、方法及應用等問題進行了系統(tǒng)闡述。
《空間站運營任務規(guī)劃》共分9章，主要分5個方面內(nèi)容。首方面闡述了空間站運營總體層、任務層及執(zhí)行層3層規(guī)劃概念框架和該領域技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀；第二方面是空間站飛行動力學規(guī)劃技術(shù)，包括空間站多階段飛行軌道方案規(guī)劃方法和大角度姿態(tài)機動路徑規(guī)劃方法；第三方面是總體層規(guī)劃技術(shù).包括后勤補給總量分配規(guī)劃方法和長期任務與補給詳單統(tǒng)籌規(guī)劃方法：第四方面是任務層規(guī)劃技術(shù)，包括在軌任務的快速啟發(fā)式規(guī)劃方法和全局優(yōu)化并行規(guī)劃方法；第五方面是執(zhí)行層規(guī)劃技術(shù)，包括短期任務魯棒規(guī)劃與重規(guī)劃方法和飛行程序編排方法。
《空間站運營任務規(guī)劃》系統(tǒng)闡述了空間站運營任務規(guī)劃的問題建模、求解理論、算法模型等內(nèi)容，是國內(nèi)首部系統(tǒng)論述空間站運營任務規(guī)劃研究的專著，在我國空間站后續(xù)運營中具有重要的推廣價值。
《空間站運營任務規(guī)劃》可供從事航天任務設計與運營的工程技術(shù)人員和研究人員參考，也可作為高等院校飛行器設計及相關專業(yè)研究生的參考教材。
空間站是目前人類長期在太空生存的主要場所，也代表人類前往更遙遠太空、探索未知宇宙的愿景。自1971年以來，人類已發(fā)射并運營十余座空間站，目前影響比較大的是“和平號”空間站與國際空間站，而我國也將于2022年左右建造并運營自己的空間站。
空間站是目前為止人類制造的最復雜的航天器，其運營涉及空間站平臺本身、航天員、空間應用系統(tǒng)及大量的地面支持系統(tǒng)，任務規(guī)劃在有效開展空間站運營進而有效運行空間站取得盡可能高的科學技術(shù)效益過程中至關重要。
由于空間站運營時間長，開展實驗任務多，任務規(guī)劃涉及的單位、因素、約束、指標等類型多樣，內(nèi)容復雜，難以通過一次規(guī)劃得出具體可執(zhí)行的計劃，需要以從宏觀到微觀、從長期到短期的方式，分層開展空間站運營任務規(guī)劃，且不同層次間的結(jié)果需要有效協(xié)調(diào)與迭代。目前，空間站運營任務規(guī)劃可分為總體層規(guī)劃、任務層規(guī)劃和執(zhí)行層規(guī)劃，另外還需要對各層次進行支持的軌道姿態(tài)任務規(guī)劃�？傮w層規(guī)劃是指未來數(shù)年內(nèi)航天員駐留與輪換、物資補給、出艙活動、重大實驗任務等頂層運營任務方案；任務層規(guī)劃以總體層結(jié)果為輸入，進一步細化某個任務周期內(nèi)（時間跨度為數(shù)月）的任務執(zhí)行計劃；執(zhí)行層規(guī)劃以任務層結(jié)果為輸入，面向空間站短期任務（如一周以內(nèi)），規(guī)劃詳細的飛行程序。各層一環(huán)扣一環(huán)，緊密相聯(lián)。
著者團隊長期從事載人航天領域的任務規(guī)劃技術(shù)研究，近十年來持續(xù)得到多項載人航天工程項目、國家自然科學基金等課題支持，一直致力于突破空間站運營任務規(guī)劃技術(shù)，并且成功開發(fā)了空間站運營任務規(guī)劃原型系統(tǒng)，為空間站工程的研制、運營相關事務的預先部署做出了積極貢獻。
全書共分為9章：第1章概述空間站發(fā)展歷程，介紹空間站運營任務規(guī)劃概念，并對其技術(shù)發(fā)展概況進行評述；第2章介紹空間站軌道設計與相關機動規(guī)劃方法；第3章介紹空間站姿態(tài)機動規(guī)劃方法；第4章和第5章闡述空間站總體層任務規(guī)劃方法；第6章和第7章闡述任務層規(guī)劃方法；第8章和第9章闡述執(zhí)行層規(guī)劃方法。本書由羅亞中制訂總體架構(gòu)與撰寫提綱，第1、3、6、7章由羅亞中撰寫，第2、8、9章由張進撰寫，第4、5章由朱閱訸撰寫。全書由羅亞中統(tǒng)稿和審校。
第1章 緒論
1．1 空間站發(fā)展概況
1．1．1 國外空間站發(fā)展歷程
1．1．2 我國空間站發(fā)展歷程
1．2 空間站運營
1．2．1 空間站運營基本概念
1．2．2 空間站典型運營任務及特點分析
1．2．3 空間站運營管理
1．3 空間站運營任務規(guī)劃
1．3．1 空間站運營任務規(guī)劃概述
1．3．2 基準任務周期定義與規(guī)劃層次劃分
1．3．3 總體層規(guī)劃
1．3．4 任務層規(guī)劃
1．3．5 執(zhí)行層規(guī)劃
1．4 空間站運營任務規(guī)劃技術(shù)發(fā)展評述
1．4．1 載人航天任務規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展進程
1．4．2 空間站運營任務規(guī)劃技術(shù)的工程發(fā)展概況
1．4．3 主要技術(shù)問題
1．5 本書的目的與內(nèi)容安排
參考文獻
第2章 空間站多階段飛行軌道方案規(guī)劃
2．1 空間站軌道設計特點與規(guī)劃方法分析
2．1．1 空間站軌道設計特點
2．1．2 規(guī)劃方法分析
2．2 多飛行階段軌道高度綜合設計
2．2．1 周期規(guī)劃模型
2．2．2 兩層優(yōu)化方法
2．2．3 算例分析
2．3 多飛行任務軌道機動綜合規(guī)劃
2．3．1 規(guī)劃模型
2．3．2 兩層優(yōu)化方法
2．3．3 下層求解策略
2．3．4 算例分析
參考文獻
第3章 空間站大角度姿態(tài)機動路徑規(guī)劃
3．1 空間站大角度姿態(tài)機動問題
3．2 空間站姿態(tài)路徑規(guī)劃基本模型
3．2．1 姿態(tài)描述與動力學模型
3．2．2 CMG運動模型
3．2．3 力矩平衡姿態(tài)求解
3．2．4 路徑規(guī)劃算法
3．3 零燃料最優(yōu)姿態(tài)機動路徑規(guī)劃
3．3．1 考慮陀螺角動量的ZPM最優(yōu)路徑規(guī)劃
3．3．2 考慮SGCMG框架角運動的一體化ZPM最優(yōu)路徑規(guī)劃
3．4 CMG輔助機動燃料最優(yōu)路徑規(guī)劃
3．4．1 規(guī)劃模型
3．4．2 燃料最優(yōu)控制解分析
3．4．3 算例與分析
參考文獻
第4章 空間站運營后勤補給總量分配方案規(guī)劃
4．1 艙外任務打包規(guī)劃
4．1．1 規(guī)劃問題概述與分析
4．1．2 規(guī)劃問題數(shù)學模型
4．1．3 基于蟻群算法的打包規(guī)劃方法
4．1．4 算例求解與分析
4．2 后勤補給總量分配規(guī)劃問題分析
4．2．1 規(guī)劃問題概述
4．2．2 物資裝載策略設計與優(yōu)化變量選擇
4．3 后勤補給總量分配方案優(yōu)化
4．3．1 規(guī)劃模型
4．3．2 優(yōu)化方法
4．3．3 算例求解與分析
參考文獻
第5章 空間站運營長期任務與補給詳單統(tǒng)籌規(guī)劃
5．1 貨船發(fā)射時間窗口規(guī)劃
5．1．1 規(guī)劃需求分析
5．1．2 規(guī)劃模型
5．1．3 算例求解
5．2 長期任務與補給詳單統(tǒng)籌規(guī)劃問題分析
5．2．1 問題概述
5．2．2 統(tǒng)籌規(guī)劃策略設計與優(yōu)化變量選擇
5．3 長期任務與補給詳單優(yōu)化
5．3．1 規(guī)劃模型
5．3．2 優(yōu)化方法
5．3．3 算例求解與分析
參考文獻
第6章 空間站運營在軌任務啟發(fā)式規(guī)劃
6．1 在軌任務規(guī)劃問題分析
6．1．1 規(guī)劃內(nèi)容分析
6．1．2 基本約束分析
6．1．3 規(guī)劃難點分析
6．2 在軌任務規(guī)劃對象建模
6．2．1 規(guī)劃對象分析
6．2．2 本體理論
6．2．3 規(guī)劃對象本體模型
6．3 啟發(fā)式規(guī)劃模型
6．3．1 約束滿足模型
6．3．2 評價指標模型
6．4 啟發(fā)式規(guī)劃策略與算法
6．4．1 規(guī)劃策略
6．4．2 規(guī)劃算法
6．5 算例求解與分析
6．5．1 算例配置
6．5．2 結(jié)果方案分析
參考文獻
第7章 空間站運營在軌任務并行規(guī)劃
7．1 并行計算概述
7．1．1 并行計算環(huán)境
7．1．2 并行算法設計
7．1．3 計算性能評價
7．2 在軌任務編排方案優(yōu)化模型
7．2．1 決策變量
7．2．2 變量值域
7．2．3 約束條件
7．2．4 目標函數(shù)
7．3 在軌任務編排方案優(yōu)化方法
7．3．1 遺傳算法
7．3．2 基于約束修正策略的遺傳算法
7．3．3 并行求解策略
7．4 基于問題并行的在軌任務編排方案優(yōu)化
7．4．1 問題并行策略
7．4．2 并行程序設計
7．4．3 算例測試與分析
7．5 基于遺傳算法并行的在軌任務編排方案優(yōu)化
7．5．1 主從式并行遺傳算法
7．5．2 并行程序設計
7．5．3 算例測試與分析
參考文獻
第8章 空間站運營短期任務魯棒規(guī)劃與重規(guī)劃
8．1 方案擾動與魯棒性分析
8．1．1 不確定擾動分析
8．1．2 方案魯棒特性分析
8．2 在軌任務魯棒規(guī)劃方法
8．2．1 在軌任務延遲模型
8．2．2 魯棒規(guī)劃模型
8．2．3 算例分析
8．3 延遲約束傳播魯棒規(guī)劃方法
8．3．1 延遲約束傳播分析
8．3．2 考慮約束傳播的魯棒規(guī)劃模型
8．3．3 算例分析
8．4 面向突發(fā)任務的重規(guī)劃方法
8．4．1 重規(guī)劃問題分析
8．4．2 重規(guī)劃方法
8．4．3 算例分析
參考文獻
第9章 空間站飛行程序編排
9．1 飛行程序編排特點分析
9．2 軌道任務的飛行程序編排
9．2．1 軌道機動任務的飛行程序編排
9．2．2 測控任務的飛行程序編排
9．3 子系統(tǒng)合并任務的飛行程序編排
9．3．1 子系統(tǒng)合并任務
9．3．2 規(guī)劃策略
9．3．3 算例分析
9．4 空間站對地觀測試驗飛行程序編排
9．4．1 觀測任務開關機與指向規(guī)劃
9．4．2 試驗活動定義
9．4．3 飛行程序生成
參考文獻
書單推薦
