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第1章 绪论1

1.1 计算建模1

1.2 建模与仿真（M＆S）2

1.3 开发过程3

1.4 模型7

1.5 元模型11

1.6 航空航天应用13

1.6.1 综合环境13

1.6.2 航空飞行器16

1.7 集成和互操作性20

1.8 章末寄语21

第2章 平台运动学22

2.1 坐标系22

2.1.1 平台坐标系22

2.1.2 局部坐标系23

2.1.3 地心坐标系24

2.1.4 方位25

2.1.5 飞行坐标系34

2.2 改变位置和方向36

2.3 旋转坐标系38

2.3.1 惯性和非惯性坐标系38

2.3.2 矢量微分39

2.3.3 泊松方程40

2.4 四元数42

2.4.1 构建方法42

2.4.2 利用四元数来表示坐标系旋转45

2.4.3 四元数和欧拉角的关系47

2.5 瞄准线49

第3章 地理空间参考模型56

3.1 球状地球56

3.2 球面三角学59

3.3 大圆航行64

3.4 恒向线航行71

3.5 参考椭球73

3.5.1 世界大地测量系统（WGS84）73

3.5.2 大地水准面近似法73

3.6 坐标系统78

3.6.1 地心纬度和大地纬度78

3.6.2 参数纬度或归心纬度79

3.6.3 笛卡儿坐标系81

3.6.4 近似笛卡儿坐标系82

3.6.5 纬度、经度和高度83

3.7 在椭球地球上的航行84

3.7.1 微分几何84

3.7.2 测地线87

3.7.3 测地线轨迹89

3.7.4 测地线长度90

3.7.5 子午距91

3.7.6 恒向线93

3.8 制图94

3.9 地图投影的一般原则94

3.10 墨卡托投影99

3.11 横轴墨卡托投影103

3.11.1 正向投影103

3.11.2 大不列颠国家网格106

3.11.3 通用横墨卡托网格系统109

3.11.4 投影几何110

3.11.5 逆投影112

3.12 等量纬度113

3.13 极球面投影114

3.13.1 基本方程114

3.13.2 通用极球面（UPS）投影116

3.14 三维测绘116

3.15 真实纬度、经度和高度121

第4章 方位天文学126

4.1 地球和太阳126

4.2 观测参考系128

4.2.1 地平坐标系129

4.2.2 第一赤道坐标系129

4.2.3 第二赤道坐标系130

4.2.4 坐标系转换131

4.3 时间测量132

4.3.1 平均时132

4.3.2 昼夜循环133

4.3.3 世界时136

4.3.4 时区138

4.3.5 恒星时140

4.3.6 地球时141

4.4 历法和J2000参考历元142

4.5 年代表144

4.6 天体测量参考系145

4.6.1 惯性坐标系145

4.6.2 旋转坐标系145

4.6.3 岁差146

4.6.4 坐标系转换148

4.7 轨道力学149

4.7.1 开普勒定律149

4.7.2 轨道能量和速度153

4.7.3 近点角和开普勒方程153

4.7.4 轨道参数156

4.8 太阳系轨道模型158

4.8.1 行星数据159

4.8.2 行星轨道162

4.8.3 平太阳和时差168

4.9 GPS轨道模型170

4.9.1 GPS卫星历书模型171

4.9.2 GPS星历模型172

4.9.3 YUMA历书174

4.9.4 两行轨道参数174

4.9.5 GPS星群176

4.10 夜空177

第5章 重力势场184

5.1 势场184

5.1.1 高斯定理184

5.1.2 高斯定理的应用184

5.1.3 泊松方程和拉普拉斯方程185

5.1.4 拉普拉斯方程的求解186

5.2 引力188

5.2.1 万有引力188

5.2.2 视比重：球形地球189

5.2.3 视比重：WGS84椭圆体190

5.2.4 重力矩191

5.2.5 地球重力模型（EGM96）192

5.2.6 麦克卡拉公式194

5.2.7 地球扁率或“扁率”197

5.2.8 重力笛卡儿分量198

5.2.9 WGS84重力公式200

5.2.10 大地水准面200

5.3 地磁201

5.3.1 地球磁场201

5.3.2 磁引力201

5.3.3 世界地磁模型（WMM2005）203

5.3.4 近似偶极子207

5.4 重力势计算209

5.4.1 EGM96和WMM2005球谐函数209

5.4.2 递推公式210

5.4.3 坎宁安法212

5.5 重力势模型总结218

第6章 大气219

6.1 概述219

6.2 标准大气模 型220

6.3 ISA常数及关系221

6.4 重力势高度224

6.4.1 标准定义224

6.4.2 广义定义225

6.5 大气纵向结构226

6.6 压力高度231

6.7 参考大气233

6.8 季节性波动235

6.9 气候区236

6.9.1 MIL-HDBK-310气候分类法236

6.9.2 柯本气候分类法238

6.10 空气密度242

6.11 水汽242

6.11.1 气体常数242

6.11.2 湿度244

6.12 天气系统252

附录A MATLAB简介259

A.1 MATLAB259

A.2 MATLAB家族产品259

A.3 开始260

A.4 获取帮助261

A.5 位置搜索264

A.6 数值：变量与常量265

A.7 算法269

A.8 逻辑272

A.9 M文件与函数275

A.10 内置函数277

A.11 常量277

A.12 创建图表278

A.13 附录A总结279

附录B数据和函数281

B.1 数据类型281

B.2 数据类型说明282

B.2.1 “双精度型数据”282

B.2.2 “逻辑型数据”283

B.2.3 “字符型数据”284

B.2.4 “元胞数组”284

B.2.5 “结构”285

B.2.6 “函数句柄”287

B.3 程序结构289

B.3.1 语法290

B.3.2 条件运算294

B.3.3 迭代运算296

B.3.4 异常处理297

B.3.5 省略部分299

B.4 用户自定义函数299

B.4.1 接口299

B.4.2 泛型函数301

B.4.3 递归函数303

B.4.4 私有函数304

B.5 自定义类304

B.6 实际应用307

B.6.1 命名惯例308

B.6.2 程序结构310

B.6.3 优先级313

B.6.4 选择权314

B.7 附录B总结315

附录C组织机构316

C.1 联合国专门机构316

C.2 国际组织机构317

C.3 美国政府机构320

C.4 英国政府机构323

C.5 欧洲组织机构324

C.6 公开项目和联盟325

参考文献327