前言

太阳系中各天体的运动，特别是小天体的运动（包括各类空间探测器），所处的力学环境基本上只有一个或两个主要外力源，其他外力作用相当于小扰动，因此，可以分别处理成受摄二体问题或受摄限制性三体问题。例如，各大行星的绕日运动，自然卫星绕大行星的运动，人造卫星绕地球的运动等，运动中承受的外力作用只有一个主要力源，即其环绕的中心天体的质点引力，相应的数学模型都归结为受摄二体问题。

从地球上所发射的航天器不外乎两种类型：环绕型和非环绕型。对太阳系中各天体（包括地球，月球，火星等大天体和小行星）做近距离探测而形成的环绕型探测器，即通常所说的人造卫星，其运行状态就是一个变化椭圆轨道。而非环绕型探测器有多种形态，包括发射月球探测器、火星探测器和多星探测器全过程中的转移轨道段（从相对地球的椭圆轨道转化为双曲线轨道；对火星等探测器而言，运行途中还有相当长一段以太阳为中心天体的椭圆轨道型的巡航段）或飞越某一大天体的运行段（相对该天体为双曲线轨道），还有在两个大天体引力共同作用下的运行段等。简单地说就是相对上述环绕型而言的非固定运行状态的总称。

本书是阐述环绕型探测器的运动规律，即卫星轨道力学，这是全套专著第二本书的内容，即以受摄二体问题为主线展开论述的卫星运动问题，书名为“卫星轨道理论与应用”。而关于以限制性三体问题的研究成果及其在航天领域应用展开的论述，是全套专著第三本书的内容，名为“深空探测轨道理论与应用”。

轨道力学问题的研究既可以像数学那样作为一种逻辑思维的训练，从而获得对原理和形式逻辑关系的普遍了解，又可以从实用角度进行研究和解决具体问题。前者当然不可忽视，而后者同样是本书内容侧重的方面。因此，书中将主要阐述天体力学中有关轨道问题的一些重要方法，包括分析方法和数值方法，以及必要的定性分析知识。

本书是从卫星轨道及其变化规律这一角度来安排内容，全面而系统地阐明卫星轨道运动中的基本问题，并侧重于对解决各种轨道及其变化问题所涉及的力学概念、数学原理和具体方法给以严格的论述，以便读者更好地利用书中提供的有关方法和结果，去处理轨道设计、地面测控及各有关领域应用涉及的卫星轨道力学问题。全书内容主要包含以下两个部分：

（1）轨道动力学的基础知识。参考系的建立，无摄运动（对应二体问题）的基本规律，无摄运动与受摄运动之间的关系，受摄运动方程的基本解法（小参数幂级数解）及参考解的选择。

（2）卫星轨道的摄动理论。全面论述卫星在各种外力因素作用下的受摄运动方程的各种具体解法和结果，摄动解蕴涵的动力学特征及几类特殊轨道的运动规律。

除上述主要内容外，考虑到读者对卫星轨道力学的理论与应用要有一个完整性的了解，对轨道力学在航天测控系统中的直接应用——卫星定轨和预报，也在本书最后一章用适当的篇幅做了概要性阐述；而有关轨道确定的基本原理、数学模型的建立及具体处理方法等，是全套专著第四本书的内容，名为“航天器定轨理论与应用”。

本书是根据作者50多年来在教学与科研工作中的积累而写成的，书中内容主要取自作者的几本著作，如《人造地球卫星轨道力学》、《航天器轨道理论》和《月球探测器轨道力学》，以及公开发表的近200篇学术论文及30多篇相关研究课题的技术报告。这些论著、文章和技术报告中的有关内容在国内已被普遍采（引）用，在此基础上，又进一步根据实际应用状况做了必要的修改与充实，并补充了作者未曾公开发表过的但已证实用之有效的研究成果，使其成为一本有关环绕型探测器（特别是人造地球卫星）轨道理论的较全面而系统的著作，以适应我国航天事业进一步发展对轨道力学理论的需求。

刘林