热层大气属于空间物理的研究范畴，由于热层大气会对低轨航天器的飞行产生阻力，这种阻力是低轨航天器的主要摄动力之一，而高层大气密度与航天器受到的大气阻力成正比例关系，因此热层大气密度作为航天器定轨预报、飞行寿命预测的重要参数，热层大气密度的变化也成为航天测控领域关注的重要对象。本书包括热层大气的物理过程、大气密度测量、热层大气模式、热层大气对低轨航天器轨道的影响、面向航天器定轨的大气模式应用、经验大气模式动态改进等六个部分。

本书主要介绍了作者团队在太空目标轨道偏差演化领域的理论研究成果及应用。全书共14章，第1-8章主要介绍非线性轨道偏差演化方法，包括研究现状、基本理论、多项式混沌展开方法、状态转移张量法、微分代数法、高斯混合模型、相对轨道偏差演化方法、轨道边值问题偏差演化方法。第9-14章介绍轨道偏差演化在太空态势感知系列任务中的应用问题求解方法，包括光学观测短弧关联与聚类方法、轨道机动检测方法、碰撞预警与规避方法、碎片云演化与撞击风险分析方法、小行星撞击预警方法、鲁棒交会轨道规划方法。

本书面向大型复杂航天器高精度控制问题，提出一类新概念航天器——浮体式航天器，并闸述了其总体设计与控制方法，主要内容包括浮体式航天器的定义及设计要点、运动控制建模、整体稳定控制和主从协同控制系统设计等。

高温热结构是高超声速飞行器最重要的结构系统。本书第一章主要是介绍高超声速飞行器热结构的基本概念和特点，总结分析热结构的发展演变历程和分类，针对未来的发展需求分析目前面临的关键技术挑战和发展趋势。第二章针对于经典的热力耦合问题，结合热密封和连接结构，给出典型的热力耦合分析框架和分析方法，最后结合模糊数学介绍热结构的综合效能评价方法。第三章主要是针对高超声速多场耦合问题，重点介绍高超声速流动-传热与响应的耦合分析方法以及耦合因素的影响分析方法，并结合典型热结构给出多物理场耦合的数值模拟与试验验证方法