轨道力学常用公式笔记

半长轴:a=rap+rpe2a=\frac{r_{ap}+r_{pe}}{2}

半短轴:b=raprpeb=r_{ap}r_{pe}

半焦距:c=raprpe2c=\frac{r_{ap}-r_{pe}}{2}

准线:x=±a2cx=\pm\frac{a^{2}}{c}(圆锥曲线通用)

焦准距:p=b2cp=\frac{b^{2}}{c}(圆锥曲线通用)

以左焦点为远点的极坐标公式:ρ=ep1±ecosθ\rho=\frac{ep}{1\pm e\cdot\cos\theta}(圆锥曲线通用)

负号准线在左,正号准线在右

旋转角度扫过面积不定积分:S=12ρ2(θ)dθS=\frac{1}{2}\int\rho^{2}\left(\theta\right)\operatorname d\theta

旋转角度扫过面级割补公式(准线在左):S=[θ2π]abπ2+sinθsinθ(ρ2(θ)sinθcosθ2+ba(x2a2x2+a22arcsinxa)ρ(θ)cosθca)S=\left[\frac{\left|\theta\right|}{2\pi}\right]ab\pi^{2}+\frac{\left|\sin\theta\right|}{\sin\theta}\left(\frac{\rho^{2}\left(\theta\right)\cdot\left|\sin\theta\right|\cdot\cos\theta}{2}+\frac{b}{a}\left(\frac{x}{2}\sqrt{a^{2}-x^{2}}+\frac{a^{2}}{2}\arcsin\frac{x}{a}\right)\left|_{\rho\left(\theta\right)\cos\theta-c}^{a}\right.\right) ([θ2π]\left[\frac{\left|\theta\right|}{2\pi}\right]为对θ2π\frac{\left|\theta\right|}{2\pi}四舍五入)

扫过面积用时:t=2SGMept=\frac{2S}{\sqrt{GMep}}

轨道能量公式:E=GMm2aE=-\frac{GMm}{2a}

速度轨道半径半长轴公式:v2=GM(2r1a)v^{2}=GM\left(\frac{2}{r}-\frac{1}{a}\right)

a=GMr2GMv2r\Rightarrow a=\frac{GMr}{2GM\cdot v^{2}r}

角动量公式:L=v2r2sin2θ=baGML=v^{2}r^{2}\sin^{2}\theta=\frac{b}{a}GM