本书分上、下两篇及附录。上篇阐明《IERS 2010规范》时空基准变换的原理和方法；下篇讲述天体力学二体问题、三体问题、普遍摄动和特殊摄动的原理和方法，同时扼要讲述人造卫星轨道、航天动力学和地球动力学的基础理论；最后以附录形式给出常用天文物理数据、必要的向量矩阵数学工具、有关的程序设计知识，以及练习题的提示或解答。全书既相对独立，又密切联系，相互呼应；内容全面而又突出重点，论证严谨，行文流畅。天体测量部分以国际上最新最权威的《IERS规范2010》为标准讲授，结合当今学科前沿，所给公式、算法及程序都能直接用于研究工作，十分符合当前学术界和工程界的需求。
本书的基本素材来自作者在中国科学院紫金山天文台从事自然科学基金重点课题和国家高技术研究发展计划（863计划）重点课题时的积累，大部分内容在紫金山天文台、澳门科技大学太空科学研究所、中国科学技术大学王绶琯天文英才班讲授过，天体测量部分被南京大学天文系用作“参考系变换”课程的教材。
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样章试读
目录
- 目录
序
上篇 天体测量入门
第1章 引言 3
1.1 视运动 真运动 3
1.2 天体测量观测的精度 10
1.3 国际地球自转和参考系服务机构 12
第2章 时标 14
2.1 时空度规与坐标时 14
2.2 质心力学时、地球时和原子时 15
2.3 世界时 7
2.4 天球中间赤道 18
2.5 儒略日期 20
第3章 行星月球历表 24
3.1 Chebyshev多项式逼近 25
3.2 历表文件的结构 27
第4章 天球参考系和CIO变换 30
4.1 国际天球参考系 30
4.2 中间极和中间赤道在GCRS中的运动 31
4.3 CIO变换 33
4.4 用直角坐标表示变换矩阵 34
第5章 地球参考系 地球-天球参考系变换 38
5.1 国际地球参考系和参考框架 38
5.2 地球的轴和极 极移 39
5.3 ITRS-TIRS变换、极移矩阵和ITRS-GCRS变换 44
5.4 地球自转角和地球指向参数 45
5.5 地球时与世界时之差 48
5.6 观测站的坐标 49
第6章 经典岁差章动变换 54
6.1 历元偏置变换 54
6.2 岁差变换 55
6.3 章动变换 57
6.4 零点差 Greenwich恒星时 58
第7章 天体视位置的计算 62
7.1 视差 62
7.2 光行差 64
7.3 天体测量变换链 65
7.4 精密星历表 67
上篇索引 69
下篇 天体力学基础
下篇 天体力学基础 75
第8章 天体力学发展简述 77
第9章 匀速圆周运动 83
9.1 向心加速度和向心力 83
9.2 Kepler第三定律 84
9.3 卫星周期对高度的依赖关系 86
9.4 能量 引力势 88
9.5 球对称天体的引力势 91
第10章 二体问题的积分 93
10.1 运动方程 动量积分 93
10.2 二体相对运动 质心参考系和约化质量 94
10.3 动量矩积分 95
10.4 能量积分 97
第11章 二体问题的轨道 98
11.1 Laplace向量 98
11.2 极坐标系内的轨道方程 98
11.3 直角坐标系内的轨道方程 99
11.4 椭圆轨道 100
11.5 抛物线轨道 102
11.6 双曲线轨道 103
11.7 活力公式 104
第12章 Kepler方程 108
12.1 偏近点角 108
12.2 Kepler方程 110
12.3 Kepler方程的数值解法 112
12.4 双曲线和抛物线轨道的Kepler方程 114
12.5 Lambert定理 121
12.6 正规化变换 123
第13章 轨道根数和状态向量 126
13.1 轨道的空间方位 126
13.2 由状态向量计算轨道根数 128
13.3 状态传递 130
第14章 航天器轨道机动和行星际探测 132
14.1 轨道机动 132
14.2 转移至圆轨道 134
14.3 由地球轨道逃逸 135
14.4 近圆轨道间转移 137
14.5 行星际探测 141
第15章 级数展开及其应用 149
15.1 Lagrange系数展开为幕级数 149
15.2 偏近点角展开为平近点角的正弦级数 151
15.3 真近点角展开为平近点角的正弦级数 中心差 152
15.4 太阳沿黄道的视运动 153
15.5 太阳沿赤道方向的视运动 155
15.6 低精度行星历表 157
第16章 普遍摄动理论 160
16.1 摄动理论的基本原理 160
16.2 摄动问题的解法 163
16.3 水星近日点的进动 166
16.4 广义相对论效应 169
16.5 常数变易法 171
第17章 地球引力势和潮汐势 176
17.1 地球引力势 176
17.2 引力势展开为球谐函数 177
17.3 重力和大地水准面 179
17.4 地球引力势模型 180
17.5 潮汐势 182
第18章 人造地球卫星的运动 185
18.1 摄动方程及其解 185
18.2 影响卫星轨道的摄动因素 189
第19章 地球动力学初步 191
19.1 角速度 角动量和惯性矩 191
19.2 摄动力矩 193
19.3 Euler动力学方程和Poinsot定理 194
19.4 极移和极移方程 196
第20章 岁差和章动 199
20.1 月球和太阳的摄动力矩 199
20.2 中间运动方程 201
20.3 平极的进动 202
20.4 章动 204
第21章 三体问题初步 209
21.1 三体问题 209
21.2 平面圆型限制性三体问题 210
21.3 可积性与混沌 220
21.4 太阳系的稳定性 223
第22章 特殊摄动方法 226
22.1 运动方程的数值积分 226
22.2 历表的生成 229
第23章 初轨计算与微分改进 234
23.1 几何约束 234
23.2 动力学约束 235
23.3 经典定轨方法 236
23.4 张家祥方法 240
23.5 轨道的微分改进 241
第24章 太阳系天体碰撞的概率 244
24.1 碰撞概率和碰撞频率 244
24.2 交会轨道的性质 246
24.3 轨道交会的概率 248
24.4 天体碰撞的频率 251
主要参考文献 255
下篇索引 256
附录
附录1 物理和天文常数 263
附录2 矩阵、向量和坐标变换摘要 264
2.1 矩阵 264
2.2 向量 265
2.3 极坐标和球坐标 269
2.4 三重积和并矢 270
2.5 向量的微分 272
2.6 相对导数和绝对导数 273
2.7 势函数 274
2.8 平面直角坐标系的旋转 275
2.9 空间直角坐标系的旋转 276
2.10 线性矛盾方程组的最小二乘解 280
附录3 程序设计概要 286
3.1 儒略日换算 286
3.2 矩阵向量运算 290
3.3 行星月球历表的读出 299
3.4 时空参考系变换 305
3.5 轨道计算 310
3.6 特殊摄动方法 318
3.7 初轨计算和微分改进 323
附录4 练习提示或解答 327
天体测量篇 327
天体力学篇 333
主要参考文献 360
跋 362
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