随着航天科学技术的进步,世界各国在空间领域的争夺愈演愈烈,空间技术在军事、经济、科技等方面的水平和应用能力,已成为一个国家军事实力和综合国力的重要象征,空间已经作为一种人类赖以生存发展的必不可少的资源而存在。由于受军事斗争需求的牵引,和“谁控制太空,谁就能控制地球”的思想指导,空天作战将成为未来战争的一种重要模式。 本文来源于国家自然科学基金重大研究计划“基于图形模型的空天飞行器智能自主优化机制”,最终目的是实现空天飞行器的自主智能优化控制。本文就围绕这个任务,对空天飞行器进行描述和研究,重点是对空天作战中一种最主要的作战形式,也即卫星作战方法的介绍。首先,对天体运动的基本理论和方法,做了一个全面简单的介绍说明,主要包括开普勒定律、牛顿定律和二体运动、摄动运动等概念,以及天体运动用到的坐标和时间系统等的描述,从而引出卫星轨道的描述和计算方法。接着,提出了卫星作战的几种方式,包括轨道调整、拦截、导弹攻击等三种,并主要围绕卫星拦截的几种方法,包括共面霍曼拦截、异面霍曼拦截、半切方法、高斯方法、双椭圆方法等进行了详细的推导计算,还对用导弹进行卫星攻击进行了简要的介绍和方法说明。最后,给出每种方法在目标轨道和拦截星原始轨道都是圆时的实现步骤、理论模型和数学模型实现。 在本文的最后一部分,对上述几种拦截方法和导弹攻击方法进行了建模、仿真,并对仿真结果进行了认真分析,仿真结果表明了所提出方法的正确性和可行性。