OpenToolkitsCollectionofAeronauticsandAstronauticsSimmulation2014/7/26Version0.1LX2014
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I目录目录前言................................................................................................................................1版本信息........................................................................................................................3使用协议........................................................................................................................5第一篇航空工具集1模拟飞行................................................................................................................8FlightGear...................................................................................................................9X-Plane/Plane-Maker...............................................................................................11CRRCSim.................................................................................................................122飞行动力学仿真......................................................................................................13JSBSim.....................................................................................................................14YASim......................................................................................................................153飞行性能分析..........................................................................................................16XFLR5......................................................................................................................17OpenRocket..............................................................................................................18Sumo.........................................................................................................................19第二篇航天工具集4航天交互式仿真......................................................................................................21ORBITERSpaceFlightSimulator...........................................................................22EYESONTHESOLARSYSTEM..........................................................................25Celestia.....................................................................................................................265航天动力学仿真......................................................................................................28GeneralMissionAnalysisTool................................................................................29OrbitDeterminationToolbox...................................................................................31TLEANALYSER.....................................................................................................32Scilab/Celestlab........................................................................................................33
IISTELA......................................................................................................................34Tudat.........................................................................................................................35Orekit........................................................................................................................366航天器轨迹优化......................................................................................................37TrajectoryOptimizationTool...................................................................................38PaGMO.....................................................................................................................40PyKEM.....................................................................................................................40FQA..............................................................................................................................41
1前言前言小时候,晴朗的天空总是蔚蓝,就连那连绵不断的山峰也无法遮挡住那深邃的远方。曾几何时,天空中偶尔会飞过一架飞机,于是众小伙伴奔走相告,哪怕飞机的轰鸣早已响彻耳旁。有时,我们会目不转睛地望着飞机,直到它飞出视野范围之外,并梦想着有一天能够像飞机一样在天空中翱翔,到我们想去的远方。依稀记得,那些年,为了躲避夏日的炎热,我们姐妹三人常常在优静的晚上躺在繁星闪烁的夜空下,仰望宇宙的苍穹。那时,我们的视力好到可以看见亮度十分暗淡的人造卫星飞越上空。而为了等待流星划过夜空的美丽瞬间,我们更是轮流看守,不放过任何一次机会。令我们感到十分惊讶的是,我们几乎总是能在深夜欣赏到流星划过的瞬间,甚至有时还会中头奖,来一次令人激动不已的流星雨。童年纵然逝去,但我相信每个人心中都有个孩子,每个人心中都留有一份童真,每个人心中都深藏童年的美好记忆。现在看来,长大可并不是一件好事,但是爸妈却不这么想,天天盼望着我们长大成人,并能有所作为。童年对头顶上那片天空产生的特殊情怀使得我踏上了航空航天的学习道路,然而多年以来却术无专攻、学无所成。唯一值得欣慰的是,这么多年来,我学会了一个原则,那就是做任何事都不要首先尝试重新发明轮子,而要学着制造汽车。用牛顿先生的话说,就是:“如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩膀上。”于是,当我需要某种工具时,必先用Baidu或Google搜寻一番,哪怕是Bing也是可以的。时至今日才猛然发现,在开放的世界竟然有那么多实用的工具可以为我所用,即使是专业特性超强的航空航天领域。本书并非一本教读者如何在庞杂的信息世界里搜索合适的工具,而是直接授之以鱼,将笔者已知的航空航天领域十分优秀的开放仿真工具介绍给大家,并辅以相应的入门级教程。这其实是一项十分艰难的工作,因为大部分开放软件的文档都较为匮乏,且绝大多数由英文写成。这倒不是致命伤,关键在于,笔者不可能把每一款软件都学会,然后写出教程。从时间和精力的角度来讲,这都是不现实的。所以本书将重点对功能相对强大且笔者认为十分有研究价值的工具软件展开介绍,希望能抛砖引玉,吸引更多的爱好者加入到本书的撰写过程中来。本书定性为航空航天仿真工具的相关介绍和研究,主要涉及航空航天领域大量优秀的开放仿真软件,不会涉及任何与开放硬件相关的话题。这里的开放是指读者可以免费获取资源,而无需为其支付任何使用费用。文中介绍的工具包含了很多开源的软件,而开源是开放的子集,开源的软件绝大多数是免费的。此外,开源软件最鲜明的特点是其源代码必定公开,并可以通过互联网或其它媒介自由
2获取。书中并不包含那些停止开发或多年未曾更新的工具软件,因为笔者认为,只有历经岁月的洗礼,才能称得上优秀,并最具研究价值。原则上,长达五年未曾更新的软件不会出现在本书的分类之中,已经包含在本书中的软件如果在未来五年之内不再更新,亦将在下个版本的撰写过程中被剔除。是开源赋予了这个时代更多的活力,而开放则将知识的种子播撒开来。知识本就不应该被束之高阁,即使是本书所讨论的航空航天。衷心地希望本书能够帮助读者了解航空航天,了解开放的世界,并最终找到自己钟爱的航空航天仿真工具。廖廖祥祥2014.2014.66..2255
3版本信息版本信息写作记录版本号写作记录v0.1本书将笔者已知的优秀航空航天开放仿真工具软件进行分类介绍,主要分为航空工具集和航天工具集。v0.1只是为了建立该书的基本框架,对每款软件进行较为完整的介绍,并不涉及任何操作实践,甚至不包括如何安装软件。本版本采用WPS2013写成,在排版的过程中感到了诸多不便。此外,为了方便协同工作,后面的版本将会改用.rst格式进行写作,Sphinx进行文档管理。写作计划版本号写作计划V0.11.确定前六章内容,构建本书的整体框架;2.对每一款工具软件进行准确的介绍,确定v0.1~v1.0的写作计划;3.经3人审阅后发布v0.1,暂时放在在百度云。V0.21.添加第7章:Python航天模块&第8章:星历;2.添加Orbiter入门教程:冲破卡门线。V0.31.添加Orbiter与ISS对接教程:DGIV2ISS。V0.41.添加OpenRocket入门教程:安装OpenRocket;2.添加GMAT入门教程:轨道预报。V0.51.经5人以上审阅,修复已知Bug;2.添加使用协议具体内容:CreativeCommons;3.邀请好友为本书贡献教程,并建QQ群进行实时交流。V0.61.添加XFLR5基础教程;2.添加NASA’sEyes入门教程:在家里畅游太阳系;3.添加Orbiter飞往月球教程:带她一起去月球。V0.71.添加GMAT入门教程:霍曼转移;2.添加TOT入门教程:未来三年地火转移发射机会搜索。V0.81.添加Orbiter/TransX入门教程:TransX行星际航行指南2.添加GMAT入门教程:星座仿真。
4V0.9用Sphinx构建书籍,并将代码托管在Github。V1.01.为v1.0的发布创建Github博客站点;2.经10人以上审阅,修复已知错误,整理排版后发布v1.0;3.邀请广大爱好者为本书贡献教程,通过已建QQ群进行交流。