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第1章 概论&徐福祥 林华宝 侯深渊 2

1.1 航天与卫星工程 2

1.1.1 航天与航天系统 2

1.1.2 航天技术与卫星工程 4

1.1.3 卫星应用与卫星应用系统 5

1.2 人造卫星的分类和应用 6

1.2.1 科学卫星 7

1.2.2 技术试验卫星 9

1.2.3 应用卫星 9

1.2.4 小型卫星 13

1.3 卫星的系统组成 14

1.3.1 有效载荷 14

1.3.2 卫星平台 15

1.4 卫星和卫星工程特点 17

1.4.1 卫星的主要特点 17

1.4.2 卫星工程的主要特点 19

1.5 世界人造卫星的发展趋势 22

1.5.1 通信卫星 22

1.5.2 气象卫星 23

1.5.3 地球资源卫星 23

1.5.4 海洋卫星 24

1.5.5 导航卫星 24

1.5.6 侦察卫星 24

1.5.7 小型卫星 25

1.6 中国卫星工程的成就与展望 26

1.6.1 中国卫星工程的主要成就 26

1.6.2 21世纪初中国卫星工程展望 29

参考文献 30

第2章 地球空间环境特征及其对航天器的影响&都亨 30

2.1 概述 31

2.2 航天器主要轨道上的环境特征 33

2.2.1 中性大气 36

2.2.2 磁场 36

2.2.3 等离子体和低能带电粒子 37

2.2.4 高能带电粒子 39

2.2.5 电磁辐射 41

2.2.6 流星体和空间碎片 42

2.3 空间环境对航天器的影响 46

2.3.1 对轨道的影响 47

2.3.2 对姿态的影响 48

2.3.3 对表面材料的影响 49

2.3.4 高能带电粒子的辐射损伤 50

2.3.5 单粒子事件 50

2.3.6 充电效应 51

2.3.7 对温度的影响 52

2.4 航天器研制对空间环境的需求 52

2.5 空间环境预报与监测 53

参考文献 58

第3章 卫星总体设计&彭成荣 吴开林 59

3.1 概述 59

3.1.1 卫星总体设计与系统工程观念 59

3.1.2 卫星总体设计的基本任务和设计原则 61

3.1.3 卫星总体设计的特点和要求 64

3.2 任务分析 66

3.2.1 用户任务要求及初步分析 67

3.2.2 卫星轨道类型和选择 69

3.2.3 约束条件的确定 73

3.2.4 提出总体方案设想 74

3.2.5 关键技术分析 76

3.2.6 卫星研制技术流程初步制定 77

3.3 卫星可行性总体方案论证 79

3.3.1 方案分析和综合 79

3.3.2 卫星与卫星工程大系统其他系统之间的接口 84

3.3.3 卫星总体性能指标分析与综合 85

3.3.4 方案优选 88

3.3.5 总体优化设计 91

3.3.6 方案论证报告和技术要求 95

3.4 卫星总体方案设计 97

3.4.1 意义和内容 97

3.4.2 几个典型的总体性能指标预算 99

3.4.3 卫星构型 105

3.4.4 质量特性 109

3.4.5 动力学分析 112

3.4.6 方案评价和对分系统要求 119

3.5 总体详细设计 122

3.6 总体设计展望 125

3.6.1 大型复杂卫星的总体设计 125

3.6.2 微小型卫星的总体设计 127

3.6.3 设计手段的进步 128

参考文献 129

第4章 卫星轨道&张云彤 130

4.1 概述 130

4.2 卫星轨道力学 132

4.2.1 坐标系 132

4.2.2 卫星运动方程 135

4.2.3 二体问题 144

4.2.4 常数变易法和摄动方程 145

4.2.5 一些重要的近似解 146

4.3 轨道设计 149

4.4 几种常用的轨道 158

4.4.1 太阳同步轨道 158

4.4.2 回归轨道 159

4.4.3 冻结轨道 160

4.4.4 地球静止轨道 161

4.4.5 GPS轨道和定位原理 165

4.4.6 双星定位原理 165

4.4.7 卫星组网 167

4.4.8 中继卫星测轨原理 168

4.5 轨道确定 169

4.5.1 初轨确定概况 170

4.5.2 利用卡尔曼滤波的轨道改进方法 170

参考文献 177

第5章 卫星有效载荷&陈世平 178

5.1 概述 178

5.1.1 卫星有效载荷的分类 178

5.1.2 卫星有效载荷设计的一般原则 180

5.1.3 卫星有效载荷设计的一般技术要求 182

5.2 通信卫星有效载荷 185

5.2.1 基本组成和工作原理 185

5.2.2 性能参数和主要设计考虑 188

5.3 地球资源卫星有效载荷 194

5.3.1 光学成像遥感器 195

5.3.2 多光谱类遥感器 198

5.3.3 高空间分辨率类遥感器 202

5.3.4 成像光谱仪类遥感器 203

5.3.5 合成孔径雷达（SAR） 205

5.3.6 数据传输设备 208

5.4 气象卫星有效载荷 209

5.4.1 扫描辐射成像仪 210

5.4.2 大气探测仪 213

5.5 海洋卫星有效载荷 217

5.5.1 光学遥感器 219

5.5.2 微波遥感器 223

5.6 导航卫星有效载荷 227

5.6.1 低轨测速导航系统卫星有效载荷 227

5.6.2 全球导航定位系统卫星有效载荷 228

5.6.3 地球同步卫星无线电测定系统（RDSS）卫星有效载荷 230

5.7 侦察卫星有效载荷 231

5.7.1 成像侦察卫星有效载荷 231

5.7.2 电子侦察卫星有效载荷 235

5.7.3 导弹预警卫星和海洋监视卫星有效载荷 240

5.8 科学卫星有效载荷 242

5.8.1 科学探测有效载荷的种类和主要性能 242

5.8.2 科学试验有效载荷及有关试验结果 246

参考文献 248

第6章 卫星结构与机构&陈烈民 250

6.1 概述 250

6.1.1 作用和功能 250

6.1.2 组成和形式 251

6.1.3 研制阶段和步骤 256

6.2 卫星结构与机构的材料 257

6.2.1 对材料的要求 257

6.2.2 金属材料 258

6.2.3 复合材料 259

6.2.4 金属材料与复合材料的比较 260

6.2.5 材料的应用和发展 262

6.3 卫星结构的设计和分析 266

6.3.1 设计要求 266

6.3.2 设计原则 268

6.3.3 载荷确定 269

6.3.4 结构分析 271

6.3.5 结构优化设计 274

6.4 卫星机构的设计和分析 278

6.4.1 设计要求 278

6.4.2 设计原则 280

6.4.3 机构分析 281

6.5 卫星结构与机构的试验验证 284

6.5.1 结构的试验验证 284

6.5.2 机构的试验验证 287

参考文献 289

第7章 卫星热控制&郭舜 291

7.1 概述 291

7.2 卫星热设计 295

7.2.1 卫星热设计的任务和原则 295

7.2.2 热控系统的方案设计 298

7.2.3 热分析计算 302

7.2.4 再入卫星的防热 303

7.3 卫星热控制技术 305

7.3.1 被动热控制技术 306

7.3.2 主动热控技术 314

7.3.3 卫星应用的制冷方法 319

7.4 卫星热试验 321

7.4.1 热平衡试验 321

7.4.2 热相似试验 324

7.5 展望 325

参考文献 328

第8章 卫星姿态控制与轨道控制&吕振铎 徐福祥 328

8.1 概述 331

8.1.1 任务 331

8.1.2 分类与组成 333

8.2 卫星姿态动力学和运动学 336

8.2.1 参考坐标系与运动学方程 336

8.2.2 动力学方程 340

8.3 姿态确定 341

8.3.1 自旋卫星自旋轴姿态确定 341

8.3.2 三轴稳定卫星的三轴姿态确定 342

8.3.3 姿态确定的状态估计 344

8.4 姿态控制 345

8.4.1 自旋卫星姿态控制 345

8.4.2 双自旋卫星的消旋控制 347

8.4.3 自旋卫星的章动控制 348

8.4.4 三轴稳定卫星的三轴姿态控制 349

8.4.5 姿态捕获 355

8.4.6 磁控 356

8.4.7 卫星平台姿态与有效载荷指向的复合控制 357

8.5 轨道运动与轨道动力学 359

8.5.1 轨道运动 359

8.5.2 轨道动力学 360

8.6 轨道控制 362

8.6.1 轨道确定（空间导航） 362

8.6.2 轨道控制的计算条件 365

8.6.3 地球静止轨道卫星的轨道控制 367

8.6.4 轨道保持 375

8.6.5 再入和返回控制 377

8.7 卫星星座的轨道控制 378

参考文献 381

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