导语

  

内容提要

  

    CSPICE是指C语言版本的SPICE系统，SPICE系统是多学科结合的专门用于航天领域的工业基础技术系统，为航天领域建立了一套特有的知识传承、信息组织和数据文件技术体系。本书通俗和系统性地介绍SPICE系统的基本概念、内核文件和使用方法。本书的重点是帮助读者了解该系统的技术体系，最终能够利用该系统解决航天领域中的技术和工程问题。
    本书适合作为工程技术类研究生和航天技术及其应用相关专业高年级本科生的教材，也可供计算机科学技术、天文学和航天科学技术领域的研究人员参考。

    赵正旭，山东省青岛市人，教授，博士生导师，石家庄铁道大学复杂网络与可视化研究所所长。教育部第四批长江学者特聘教授，英国皇家学会工艺院院士，英国Derby大学终身教授，中国国防科技实验室专家库成员，教育部科技发展中心专家库成员，中华全国归国华侨联合会特聘专家，北京航天飞行控制指挥中心特聘专家，中国人民解放军总装备部某部车辆试验研究所特聘顾问专家。享受政府特殊津贴。
    长期从事计算机图形学、虚拟现实技术和虚拟仿真、小世界网络系统的科学研究和人才培养工作。参与国家载人航天(921)工程和深空探测工程中天宫一号与神舟八号、九号、十号交会对接任务，嫦娥二号、嫦娥三号探月工程任务，天宫二号与神舟十一号交会对接任务，长征七号及天舟一号任务等近30次工程实战任务。编著学术著作多部，发表论文300余篇；获国家发明专利3项，软件著作权10项；获河北省科技进步一等奖l项、二等奖2项，军队科技进步三等奖2项，中国产学研合作创新成果二等奖l项，河北省教学成果二等奖l项。

第1章  CSPICE系统介绍
  1.1  简介
    1.1.1  创建CSPICE的目的
    1.1.2  辅助数据
    1.1.3  CSPICE系统组件
  1.2  系统文档结构
  1.3  CSPICE数据类型
  1.4  CSPICE系统特点与支持的环境
    1.4.1  系统特点
    1.4.2  支持的环境
  1.5  CSPICE示例与几何结构
  1.6  CSPICE一些说明
    1.6.1  主要内核接口
    1.6.2  内核注意事项
    1.6.3  其他
第2章  CSPICE系统基础概念
  2.1  时间
    2.1.1  原子时和世界标准时间
    2.1.2  天文时间
    2.1.3  质心力学时
    2.1.4  地球时
    2.1.5  航天器时钟
  2.2  参考系
    2.2.1  参考系简述
    2.2.2  J2000参考系和ICRF参考系
    2.2.3  固定体参考系
    2.2.4  站心坐标参考系
  2.3  坐标系统
  2.4  图像校正
    2.4.1  状态向量和转换状态
    2.4.2  像差校正
    2.4.3  预测的图片和实际图像的示例
    2.4.4  光照时间校正
    2.4.5  星体的像差校正
  2.5  CSPICE词典
  2.6  内核文件名和模块
  2.7  参考系规则
  2.8  四元数和冥王星特例
  2.9  CSPICE工具包
    2.9.1  下载与安装
    2.9.2  设置工具包可执行文件的路径
    2.9.3  目录结构和内容
第3章  CSPICE应用程序
  3.1  brief程序
    3.1.1  功能说明
    3.1.2  实例说明
  3.2  ckbrief程序
    3.2.1  功能说明
    3.2.2  实例说明
  3.3  spacit程序
    3.3.1  功能说明
    3.3.2  实例说明
  3.4  commnt程序
    3.4.1  功能说明
    3.4.2  实例说明
  3.5  toxfr程序
    3.5.1  功能说明
    3.5.2  实例说明
  3.6  tobin程序
    3.6.1  功能说明
    3.6.2  实例说明
  3.7  chronos程序
    3.7.1  功能说明
    3.7.2  实例说明
  3.8  states程序
    3.8.1  功能说明
    3.8.2  实例说明
  3.9  spkdiff程序
    3.9.1  功能说明
    3.9.2  实例说明
  3.10  frmdiff程序
    3.10.1  功能说明
    3.10.2  实例说明
第4章  与非系统工具包相关的应用程序
第5章  CSPICE内核
  5.1  CSPICE内核文件的概述
    5.1.1  文本内核
    5.1.2  二进制内核
    5.1.3  元内核
  5.2  CSPICE内核文件的内容和结构
  5.3  加载和管理内核文件
    5.3.1  加载内核规范
    5.3.2  卸载内核
  5.4  内核优先级与改变优先级
  5.5  注释
  5.6  SPK内核
    5.6.1  SPK段的顺序和优先级
    5.6.2  读取一个SPK文件：观测者和目标群
    5.6.3  SPK文件覆盖面
    5.6.4  SPK数据类型目录
    5.6.5  SPK数据类型使用的广泛度
    5.6.6  SPK文件星历内容
    5.6.7  使用SPK文件
  5.7  PCK内核
    5.7.1  文本PCK
    5.7.2  二进制PCK方向模型
    5.7.3  PCK参考系规格的位置
    5.7.4  PCK形状模型
    5.7.5  使用PCK数据
    5.7.6  PCK优先规则与实用程序
  5.8  CK内核
    5.8.1  CK数据类型目录
    5.8.2  CK文件覆盖范围
    5.8.3  CK与SPK对比覆盖率
    5.8.4  获取CK文件的覆盖率
    5.8.5  使用CK实用程序
    5.8.6  容差
    5.8.7  使用CK文件会发生的问题
    5.8.8  读取CK文件的示例
  5.9  IK内核
    5.9.1  FOV模块
    5.9.2  FOV角大小
  5.10  读取FK文件
  5.11  时间格式系统
  5.12  CSPICE时间转换内核
    5.12.1  闰秒内核
    5.12.2  航天器时钟内核
  5.13  物理对象和参考系的ID和名称
    5.13.1  概要
    5.13.2  行星
    5.13.3  卫星
    5.13.4  彗星和小行星
    5.13.5  设备仪器
    5.13.6  参考系ID和名称
  5.14  参考系ID使用示例
    5.14.1  惯性和固定体
    5.14.2  航天器和仪器
    5.14.3  映射API
    5.14.4  卡西尼号
第6章  参考系和坐标系统概述
  6.1  参考系类型
  6.2  参考系示例
  6.3  参考系
    6.3.1  使用参考系子系统的API
    6.3.2  参考系树的例子：火星探测任务上的Aspera设备
  6.4  参考系作用
  6.5  CSPICE坐标系统
    6.5.1  行星中心的坐标系统
    6.5.2  行星地面坐标系统
    6.5.3  行星表面坐标系统
    6.5.4  球形坐标
  6.6  方位角-仰角坐标
  6.7  月球与地球参考系及内核
  6.8  动态参考系
    6.8.1  使用动态参考系
    6.8.2  定义动态参考系
    6.8.3  两个向量参考系的概念
    6.8.4  该版本添加的参考系
    6.8.5  欧拉参考系
    6.8.6  冻结的动态参考系
    6.8.7  惯性动态参考系
    6.8.8  数值问题
第7章  CSPICE几何发现系统：搜索指定几何条件发生的时间
  7.1  GF系统API
  7.2  CSPICE窗口
  7.3  GF搜索示例
  7.4  几何搜索类型和约束
  7.5  C语言设置
  7.6  派生数量
  7.7  位置和状态坐标变换
  7.8  矩阵转换
  7.9  速度转换
  7.10  相关计算事件
第8章  数字图像内核子系统
  8.1  DSK形状表示
  8.2  相关模型
  8.3  DSK API
  8.4  DSK API示例：SINCPT
  8.5  相关程序
  8.6  DSK文件
  8.7  相关内核
第9章  创建SPK和CK文件与C语言编程
  9.1  创建SPK文件
    9.1.1  SPK文件结构
    9.1.2  推荐的SPK数据类型
    9.1.3  创建多个SPK段
    9.1.4  生成SPK文件的选择
    9.1.5  添加注释（元数据）
    9.1.6  验证SPK文件
    9.1.7  SPK读取效率问题
  9.2  创建CK文件
    9.2.1  类型3创建示例
    9.2.2  MSOPCK用法
    9.2.3  MSOPCK输入细节
    9.2.4  MSOPCK输出细节
    9.2.5  MSOPCK示例
    9.2.6  PREDICKT用法与示例
  9.3  C语言编程
    9.3.1  加载内核文件
    9.3.2  相关计算
    9.3.3  获取输入
    9.3.4  显示结果
    9.3.5  源代码
  9.4  卡西尼号探测器绕土星的运动轨迹实例
    9.4.1  概述
    9.4.2  代码实现
第10章  异常处理和NAIF网站功能
  10.1  概述
  10.2  FORTRAN和C语言异常处理功能
  10.3  NAIF服务器
  10.4  获取CSPICE内核文件
  10.5  获取PDS存档内核文件
  10.6  WebGeocalc概述
  10.7  使用WebGeocalc和相关计算
  10.8  时间转换器示例
  10.9  可用数据类别与内核文件选择
  10.10  功能和其他结果
  10.11  常见问题
    10.11.1  移植问题
    10.11.2  文本内核兼容问题
    10.11.3  二进制内核的兼容环境
    10.11.4  其他功能
    10.11.5  注意事项
附录1  系统的文件命名说明
附录2  中英文名词对照
参考文献