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空间目标碰撞预警中的一种高效筛选方法
被引量:
7
1
作者
杨志涛
刘林
+2 位作者
刘静
张耀
程昊文
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第2期176-181,共6页
在航天器碰撞预警工作中,为节省计算时间,需要从大量空间目标中筛选出可能的危险目标,计算碰撞概率等参量并进行风险评估.通常采用的筛选方法包括高度筛选、几何筛选和时间筛选三步,不同文献中后两步筛选的算法略有不同,同时各方法均难...
在航天器碰撞预警工作中,为节省计算时间,需要从大量空间目标中筛选出可能的危险目标,计算碰撞概率等参量并进行风险评估.通常采用的筛选方法包括高度筛选、几何筛选和时间筛选三步,不同文献中后两步筛选的算法略有不同,同时各方法均难以实现预报三天的快速碰撞预警.本文通过充分考虑一阶摄动项对目标轨道的影响,改进了时间筛选算法,并在其后增加了距离筛选,将筛除比例从通常的大约99%提高到99.97%,为实现快速碰撞预警工作提供了理论支持.通过对实测数据的计算比较,验证了方法的正确性及高效性.
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关键词
空间碎片
碰撞预警
时间筛选
距离筛选
摄动修正
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职称材料
大面质比空间碎片在太阳光压和引力作用下的轨道演化
被引量:
4
2
作者
程昊文
汤靖师
+1 位作者
刘静
刘林
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第2期182-187,共6页
分析了较高轨道(a>10000 km)大面质比空间碎片的轨道动力学演化问题.重点讨论了位于地球同步轨道的空间碎片轨道演化问题,并给出轨道偏心率随时间演化的表达式.通过进一步分析得出,倾角大于63°26′的GTO轨道空间碎片,仅在J_2和...
分析了较高轨道(a>10000 km)大面质比空间碎片的轨道动力学演化问题.重点讨论了位于地球同步轨道的空间碎片轨道演化问题,并给出轨道偏心率随时间演化的表达式.通过进一步分析得出,倾角大于63°26′的GTO轨道空间碎片,仅在J_2和第三体摄动影响下,会出现轨道偏心率升高;而对于大面质比空间碎片,在J_2项和太阳光压同时作用下,当近地点指向的角变率与太阳平黄经变化率接近时,会出现长期共振现象,导致轨道偏心率升高,近地点降低.分析还得出,轨道演化过程中,偏心率的最大值与初始轨道近地点的指向有关.
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关键词
大面积质量比
地球同步轨道
轨道偏心率演化
太阳光压
第三体摄动
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职称材料
卫星干扰源定位系统中星历校正技术
被引量:
4
3
作者
王海红
刘林
程昊文
《电波科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第5期905-912,共8页
卫星干扰源定位系统,是通过测量两颗相邻同步卫星对干扰辐射源形成的时差观测量和频差观测量来实施未知干扰源定位,在此过程中,两颗相邻同步卫星的星历误差是影响定位精度的主要因素,因此,星历校正技术是整个系统一个关键环节。针对星...
卫星干扰源定位系统,是通过测量两颗相邻同步卫星对干扰辐射源形成的时差观测量和频差观测量来实施未知干扰源定位,在此过程中,两颗相邻同步卫星的星历误差是影响定位精度的主要因素,因此,星历校正技术是整个系统一个关键环节。针对星历校正技术中的卫星动力学模型选取、状态转移矩阵的计算和简化等几个关键问题作了详细深入的论述,给出了具有典型意义的力模型选取标准和状态转移矩阵的计算方法,设计了一种基于短弧轨道改进原理的星历校正算法,通过仿真数据和实测数据处理证实,定位误差可从千千米量级校正至十千米量级,验证了该算法的可行性和定位精度。
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关键词
干扰源定位
星历校正
地球同步卫星
轨道动力学
时差
频差
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职称材料
利用太阳帆定点探测器在地—月系共线平动点附近的探讨
被引量:
3
4
作者
侯锡云
刘林
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第6期2249-2257,共9页
共线平动点附近的运动仅仅是条件稳定的,探测器的轨道需要经过控制才能维持在其附近。以地—月系L1点和L2点附近大振幅晕轨道的控制为例,探讨了太阳帆在定点这类探测器中的应用。首先,考虑了月球轨道的偏心率和太阳辐射的影响,给出了太...
共线平动点附近的运动仅仅是条件稳定的,探测器的轨道需要经过控制才能维持在其附近。以地—月系L1点和L2点附近大振幅晕轨道的控制为例,探讨了太阳帆在定点这类探测器中的应用。首先,考虑了月球轨道的偏心率和太阳辐射的影响,给出了太阳帆对日定向的探测器轨道的低阶分析解,并在此基础上构造了在太阳系真实引力模型下一段时间内维持在共线平动点附近的拟周期轨道。然后,给出了两种利用太阳帆的控制方案,一是固定面质比而改变太阳帆法线的方向,另一是固定太阳帆对日定向而改变面质比,并对两种方案分别作了数值模拟。最后,文章探讨了测控误差及地、月影对轨道控制的影响。
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关键词
圆型限制性三体问题
共线平动点
太阳帆
轨道控制
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职称材料
探测器定点在日—地+月系三角平动点附近的轨道控制
被引量:
2
5
作者
侯锡云
刘林
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第1期145-149,204,共6页
日—地+月系统的三角平动点相对两个中心天体不变的几何构型使得它们可以作为某些特殊探测器的放置场所。尽管在圆型限制性三体问题下三角平动点附近的运动是稳定的,在探测器的实际运行过程中,由于其它天体的摄动,轨道控制仍是需要的。...
日—地+月系统的三角平动点相对两个中心天体不变的几何构型使得它们可以作为某些特殊探测器的放置场所。尽管在圆型限制性三体问题下三角平动点附近的运动是稳定的,在探测器的实际运行过程中,由于其它天体的摄动,轨道控制仍是需要的。根据三角平动点的动力学特征对探测器定点在日—地+月系统的三角平动点附近的轨道保持问题作了相应的研究。
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关键词
天体力学
限制性三体问题
三角平动点
周期轨道
轨道控制
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职称材料
大行星、月球和小天体环绕型探测器的轨道问题
被引量:
3
6
作者
刘林
汤靖师
《航天器工程》
2012年第4期5-15,共11页
针对环绕型探测器的轨道,以具有不同物理特征的大天体(金星、火星和月球等)为例,根据它们的质量大小(决定其引力作用范围的大小)、密度分布和形状特征(决定其非球形引力场的特征),具体阐述了它们各自环绕型探测器轨道的可能形式和不同...
针对环绕型探测器的轨道,以具有不同物理特征的大天体(金星、火星和月球等)为例,根据它们的质量大小(决定其引力作用范围的大小)、密度分布和形状特征(决定其非球形引力场的特征),具体阐述了它们各自环绕型探测器轨道的可能形式和不同的变化特征,另外介绍了小天体探测时的两种伴飞形式。关于环绕型探测器的轨道特征,如月球无大气,对其低轨探测器而言没有能量耗散影响,却同样有轨道寿命问题,而且由于其质量分布不均匀,这种现象还与轨道倾角有密切关系;而对火星的环绕型探测器而言,尽管有类似现象,但与轨道倾角的关系却大不相同。这些重要的轨道变化特征,可为深空探测中目标轨道的选择和设计提供依据。
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关键词
深空探测
环绕型探测器
大行星
月球
小天体
非球形引力位
伴飞
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职称材料
环月轨道器运动中的月球物理天平动问题
被引量:
2
7
作者
张巍
刘林
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第6期1733-1738,1791,共7页
采用类似对地球岁差章动的处理方法,讨论月球物理天平动对月心赤道坐标系以及月球卫星轨道的影响。在对月球物理天平动的分析表达式与高精度数值历表进行比较的基础上,给出了相应的月球引力位的变化及相应的坐标系附加摄动解,清楚地表...
采用类似对地球岁差章动的处理方法,讨论月球物理天平动对月心赤道坐标系以及月球卫星轨道的影响。在对月球物理天平动的分析表达式与高精度数值历表进行比较的基础上,给出了相应的月球引力位的变化及相应的坐标系附加摄动解,清楚地表明了对月球卫星轨道影响的规律。所获结果与数值解进行了比对,证实了从定性和定量两个方面来看本文的讨论都是有意义的,从而表明月球物理天平动分析解的简单表达式在某些问题中(特别是定轨和预报)是有实用价值的,而且在建立轨道摄动分析解时,无需像地球卫星那样,去引进混合形式的轨道坐标系,采用历元月心平赤道坐标系即可。最终表明:无论是采用数值法定轨和预报还是分析法定轨和预报,均可采用统一的月心平赤道坐标系,这可避免一些不必要的坐标转换。
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关键词
月球物理天平动
历元月心平赤道坐标系
月固坐标系
坐标系附加摄动
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职称材料
连续小推力作用下的共线平动点
被引量:
1
8
作者
侯锡云
刘林
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第2期265-273,共9页
研究了圆型限制性三体问题的平动点在连续小推力作用下的具体位置和动力学特征的变化.研究表明,随着小推力方向在空间中的变化,平动点的具体位置也会发生相应的变化,文章详细阐述了这些变化的特征.针对航天任务中应用较多的共线平动点L1...
研究了圆型限制性三体问题的平动点在连续小推力作用下的具体位置和动力学特征的变化.研究表明,随着小推力方向在空间中的变化,平动点的具体位置也会发生相应的变化,文章详细阐述了这些变化的特征.针对航天任务中应用较多的共线平动点L1和L2,研究了其附近运动的稳定性状态,给出了线性条件稳定解,并在此基础上,构造了条件稳定解的高阶形式,将其结果与数值积分轨道进行了比对,两者符合得很好.最后,进一步研究了共线平动点附近周期轨道族的演化状态,由于连续小推力引入的非对称性,周期轨道族会发生分岔现象.
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关键词
圆型限制性三体问题
平动点
周期轨道
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职称材料
题名
空间目标碰撞预警中的一种高效筛选方法
被引量:
7
1
作者
杨志涛
刘林
刘静
张耀
程昊文
机构
南京大学
天文与
空间
科学学院
南京大学空间环境与航天动力学研究所
中国科学院国家天文台
出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第2期176-181,共6页
基金
国家自然科学重点基金项目资助(11033009)
文摘
在航天器碰撞预警工作中,为节省计算时间,需要从大量空间目标中筛选出可能的危险目标,计算碰撞概率等参量并进行风险评估.通常采用的筛选方法包括高度筛选、几何筛选和时间筛选三步,不同文献中后两步筛选的算法略有不同,同时各方法均难以实现预报三天的快速碰撞预警.本文通过充分考虑一阶摄动项对目标轨道的影响,改进了时间筛选算法,并在其后增加了距离筛选,将筛除比例从通常的大约99%提高到99.97%,为实现快速碰撞预警工作提供了理论支持.通过对实测数据的计算比较,验证了方法的正确性及高效性.
关键词
空间碎片
碰撞预警
时间筛选
距离筛选
摄动修正
Keywords
Space debris, Collision prediction, Time prefilter, Distance prefilter Modification for perturbation
分类号
V528 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
大面质比空间碎片在太阳光压和引力作用下的轨道演化
被引量:
4
2
作者
程昊文
汤靖师
刘静
刘林
机构
南京大学
天文
空间
科学学院
南京大学空间环境与航天动力学研究所
中国科学院国家天文台
出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第2期182-187,共6页
基金
国家自然科学重点基金项目资助(11033009)
文摘
分析了较高轨道(a>10000 km)大面质比空间碎片的轨道动力学演化问题.重点讨论了位于地球同步轨道的空间碎片轨道演化问题,并给出轨道偏心率随时间演化的表达式.通过进一步分析得出,倾角大于63°26′的GTO轨道空间碎片,仅在J_2和第三体摄动影响下,会出现轨道偏心率升高;而对于大面质比空间碎片,在J_2项和太阳光压同时作用下,当近地点指向的角变率与太阳平黄经变化率接近时,会出现长期共振现象,导致轨道偏心率升高,近地点降低.分析还得出,轨道演化过程中,偏心率的最大值与初始轨道近地点的指向有关.
关键词
大面积质量比
地球同步轨道
轨道偏心率演化
太阳光压
第三体摄动
Keywords
High area-to-mass ratio, Geosynchronous orbit, Eccentricity evolution, Radiation pressure, Third body gravity
分类号
V412.41 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
卫星干扰源定位系统中星历校正技术
被引量:
4
3
作者
王海红
刘林
程昊文
机构
南京大学空间环境与航天动力学研究所
南京
航空
航天
大学
航天
学院
出处
《电波科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第5期905-912,共8页
文摘
卫星干扰源定位系统,是通过测量两颗相邻同步卫星对干扰辐射源形成的时差观测量和频差观测量来实施未知干扰源定位,在此过程中,两颗相邻同步卫星的星历误差是影响定位精度的主要因素,因此,星历校正技术是整个系统一个关键环节。针对星历校正技术中的卫星动力学模型选取、状态转移矩阵的计算和简化等几个关键问题作了详细深入的论述,给出了具有典型意义的力模型选取标准和状态转移矩阵的计算方法,设计了一种基于短弧轨道改进原理的星历校正算法,通过仿真数据和实测数据处理证实,定位误差可从千千米量级校正至十千米量级,验证了该算法的可行性和定位精度。
关键词
干扰源定位
星历校正
地球同步卫星
轨道动力学
时差
频差
Keywords
interference location
ephemeris calibration
geostationary satellite
orbital dynamics
time difference of arrival
frequency difference of arrival
分类号
TN973.22 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
利用太阳帆定点探测器在地—月系共线平动点附近的探讨
被引量:
3
4
作者
侯锡云
刘林
机构
南京大学
天文系
南京大学空间环境与航天动力学研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第6期2249-2257,共9页
基金
国家自然科学基金资助课题(10673006)
文摘
共线平动点附近的运动仅仅是条件稳定的,探测器的轨道需要经过控制才能维持在其附近。以地—月系L1点和L2点附近大振幅晕轨道的控制为例,探讨了太阳帆在定点这类探测器中的应用。首先,考虑了月球轨道的偏心率和太阳辐射的影响,给出了太阳帆对日定向的探测器轨道的低阶分析解,并在此基础上构造了在太阳系真实引力模型下一段时间内维持在共线平动点附近的拟周期轨道。然后,给出了两种利用太阳帆的控制方案,一是固定面质比而改变太阳帆法线的方向,另一是固定太阳帆对日定向而改变面质比,并对两种方案分别作了数值模拟。最后,文章探讨了测控误差及地、月影对轨道控制的影响。
关键词
圆型限制性三体问题
共线平动点
太阳帆
轨道控制
Keywords
Circular restricted three-body problem
Collinear libration point
Solar sail
Orbit control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
探测器定点在日—地+月系三角平动点附近的轨道控制
被引量:
2
5
作者
侯锡云
刘林
机构
南京大学
天文系
南京大学空间环境与航天动力学研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第1期145-149,204,共6页
基金
国家自然科学基金(10673006)
文摘
日—地+月系统的三角平动点相对两个中心天体不变的几何构型使得它们可以作为某些特殊探测器的放置场所。尽管在圆型限制性三体问题下三角平动点附近的运动是稳定的,在探测器的实际运行过程中,由于其它天体的摄动,轨道控制仍是需要的。根据三角平动点的动力学特征对探测器定点在日—地+月系统的三角平动点附近的轨道保持问题作了相应的研究。
关键词
天体力学
限制性三体问题
三角平动点
周期轨道
轨道控制
Keywords
Celestial mechanics
Restricted three-body problem
Equilateral equilibrium point
Periodic orbits
Station- keeping
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
大行星、月球和小天体环绕型探测器的轨道问题
被引量:
3
6
作者
刘林
汤靖师
机构
南京大学
天文与
空间
科学学院
南京大学空间环境与航天动力学研究所
北京
航天
飞行控制中心
航天
飞行
动力学
技术重点实验室
出处
《航天器工程》
2012年第4期5-15,共11页
基金
国家自然科学重点基金项目(11033009)
文摘
针对环绕型探测器的轨道,以具有不同物理特征的大天体(金星、火星和月球等)为例,根据它们的质量大小(决定其引力作用范围的大小)、密度分布和形状特征(决定其非球形引力场的特征),具体阐述了它们各自环绕型探测器轨道的可能形式和不同的变化特征,另外介绍了小天体探测时的两种伴飞形式。关于环绕型探测器的轨道特征,如月球无大气,对其低轨探测器而言没有能量耗散影响,却同样有轨道寿命问题,而且由于其质量分布不均匀,这种现象还与轨道倾角有密切关系;而对火星的环绕型探测器而言,尽管有类似现象,但与轨道倾角的关系却大不相同。这些重要的轨道变化特征,可为深空探测中目标轨道的选择和设计提供依据。
关键词
深空探测
环绕型探测器
大行星
月球
小天体
非球形引力位
伴飞
Keywords
deep space exploration
orbiting probe
planet
Moon
small celestial body
non-spherical gravitation
formation flying
分类号
V412.41 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
环月轨道器运动中的月球物理天平动问题
被引量:
2
7
作者
张巍
刘林
机构
南京大学
天文学系
南京大学空间环境与航天动力学研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第6期1733-1738,1791,共7页
基金
国家自然科学基金(10673006)
文摘
采用类似对地球岁差章动的处理方法,讨论月球物理天平动对月心赤道坐标系以及月球卫星轨道的影响。在对月球物理天平动的分析表达式与高精度数值历表进行比较的基础上,给出了相应的月球引力位的变化及相应的坐标系附加摄动解,清楚地表明了对月球卫星轨道影响的规律。所获结果与数值解进行了比对,证实了从定性和定量两个方面来看本文的讨论都是有意义的,从而表明月球物理天平动分析解的简单表达式在某些问题中(特别是定轨和预报)是有实用价值的,而且在建立轨道摄动分析解时,无需像地球卫星那样,去引进混合形式的轨道坐标系,采用历元月心平赤道坐标系即可。最终表明:无论是采用数值法定轨和预报还是分析法定轨和预报,均可采用统一的月心平赤道坐标系,这可避免一些不必要的坐标转换。
关键词
月球物理天平动
历元月心平赤道坐标系
月固坐标系
坐标系附加摄动
Keywords
Physical libration of Moon
Epoch selenocentric equatorial coordinate system
Body-fixed system of Moon
Additional perturbation due to the change of coordinates system
分类号
V520 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
连续小推力作用下的共线平动点
被引量:
1
8
作者
侯锡云
刘林
机构
南京大学
天文与
空间
科学学院
南京大学空间环境与航天动力学研究所
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第2期265-273,共9页
基金
国家自然科学基金(10903002)
教育部新世纪优秀人才基金(NCET-11-0223)
国家高技术研究发展计划(2012AA121602)资助项目~~
文摘
研究了圆型限制性三体问题的平动点在连续小推力作用下的具体位置和动力学特征的变化.研究表明,随着小推力方向在空间中的变化,平动点的具体位置也会发生相应的变化,文章详细阐述了这些变化的特征.针对航天任务中应用较多的共线平动点L1和L2,研究了其附近运动的稳定性状态,给出了线性条件稳定解,并在此基础上,构造了条件稳定解的高阶形式,将其结果与数值积分轨道进行了比对,两者符合得很好.最后,进一步研究了共线平动点附近周期轨道族的演化状态,由于连续小推力引入的非对称性,周期轨道族会发生分岔现象.
关键词
圆型限制性三体问题
平动点
周期轨道
Keywords
circular restricted three-body problem, libration point, periodic orbit
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
空间目标碰撞预警中的一种高效筛选方法
杨志涛
刘林
刘静
张耀
程昊文
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013
7
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职称材料
2
大面质比空间碎片在太阳光压和引力作用下的轨道演化
程昊文
汤靖师
刘静
刘林
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013
4
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职称材料
3
卫星干扰源定位系统中星历校正技术
王海红
刘林
程昊文
《电波科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2010
4
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职称材料
4
利用太阳帆定点探测器在地—月系共线平动点附近的探讨
侯锡云
刘林
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
3
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职称材料
5
探测器定点在日—地+月系三角平动点附近的轨道控制
侯锡云
刘林
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
2
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职称材料
6
大行星、月球和小天体环绕型探测器的轨道问题
刘林
汤靖师
《航天器工程》
2012
3
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职称材料
7
环月轨道器运动中的月球物理天平动问题
张巍
刘林
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
2
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职称材料
8
连续小推力作用下的共线平动点
侯锡云
刘林
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2013
1
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