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第1章 绪论 1

1.1快速响应微小卫星的概念及其发展现状 1

1.1.1微小卫星及其技术特点 1

1.1.2快速响应微小卫星的概念 3

1.1.3快速响应微小卫星的发展现状 4

1.2快速响应微小卫星的技术特点 12

参考文献 16

第2章 快速响应微小卫星任务分析与设计 17

2.1任务分析与设计流程 18

2.1.1任务目标确定 19

2.1.2任务要求和约束条件确定 19

2.1.3影响任务设计与分析的主导因素 19

2.1.4任务方案设计 20

2.2快速响应微小卫星任务轨道设计与分析 22

2.2.1任务轨道设计 22

2.2.2任务轨道特性分析 25

2.3卫星总体参数优化设计 36

2.3.1卫星总体参数中运动因素对像移的影响 36

2.3.2相对运动对线阵CCD成像质量的影响 39

2.3.3卫星总体参数对线阵CCD成像质量的影响分析 41

2.3.4卫星总体参数优化设计方法 42

2.4任务方案评估 47

2.4.1任务方案仿真评估系统 48

2.4.2任务仿真评估的流程和实例 51

参考文献 54

第3章 快速响应微小卫星轨道与姿态控制方法 56

3.1轨道维持控制方法 56

3.1.1轨道衰减分析 56

3.1.2轨道维持燃料消耗分析 58

3.1.3轨道维持控制方法 59

3.2轨道快速机动控制方法 61

3.2.1正切脉冲推力轨道机动控制 61

3.2.2脉冲推力星下点轨迹调整方法 64

3.3高性能姿态确定及其滤波估计方法 66

3.3.1卫星姿态运动学与动力学方程 66

3.3.2卫星伪角速率高精度估计 69

3.3.3基于粒子滤波的高精度姿态确定方法 71

3.3.4卫星姿态确定系统的误差标定 75

3.4姿态大角度快速机动控制方法 78

3.4.1姿态机动轨迹规划方法 79

3.4.2绕瞬时欧拉轴的姿态机动控制算法 80

3.5目标跟踪控制与机动过程中的高精度稳定控制方法 85

3.5.1针对目标跟踪的卫星运动学建模 86

3.5.2目标跟踪控制器设计 87

3.5.3带有干扰观测器的目标跟踪控制器设计 89

3.5.4沿迹成像控制方法 90

参考文献 92

第4章 基于柔性化平台的微小卫星一体化设计方法 93

4.1柔性化平台的概念及其体系结构 93

4.1.1卫星平台的柔性与柔性化平台的概念 93

4.1.2柔性化平台的体系结构 95

4.2可重构模块智能核心单元及其设计方法 101

4.2.1智能核心单元主要功能及接口设计 101

4.2.2智能核心单元内部板卡设计 102

4.2.3智能核心单元可靠性设计 103

4.3公用模块的划分与确定 104

4.3.1模块划分的准则和依据 104

4.3.2基于接口的功能模块划分方法 106

4.3.3模块的系列化设计 110

4.3.4模块的接口设计 111

4.3.5柔性化平台公用模块的划分 112

4.4模块的标准化和即插即用设计方法 117

4.4.1物理接口的标准化设计 117

4.4.2电气接口的标准化设计 118

4.4.3软件接口标准化设计 121

4.4.4即插即用的信息网络协议设计 124

4.4.5非标准模块的接口转换方法 130

4.5基于柔性化平台的微小卫星一体化设计方法 130

4.5.1基于优化配置的公用模块选配方法 131

4.5.2可重构模块的重构配置方法 134

4.6基于柔性化平台的微小卫星快速集成方法 139

4.6.1基于CAN总线的接口协议 139

4.6.2即插即用模块的自主识别和驱动方法 143

4.6.3基于柔性化平台的卫星快速研制流程 156

参考文献 161

第5章 柔性化平台可重构综合电子系统设计方法 162

5.1综合电子系统重构机理及其体系结构设计 163

5.1.1电子系统硬件重构的原理及方法 163

5.1.2FPGA资源规划与可重构系统体系结构 166

5.1.3可重构综合电子系统的故障处理方法 171

5.2可重构综合电子系统快速重构与可靠性设计 173

5.2.1基于混合遗传算法的重构任务快速规划 173

5.2.2可重构综合电子系统等寿命优化设计 179

5.3可重构综合电子系统的故障屏蔽与修复方法 183

5.3.1空间环境对FPGA的影响分析 183

5.3.2FPGA容错有限状态机设计 186

5.3.3基于SAT问题的FPGA永久性故障修复 191

5.4可重构综合电子系统的实现方法 196

5.4.1可重构综合电子系统样机及其性能测试方法 196

5.4.2系统半物理仿真验证 202

5.5COTS器件可靠性应用的设计方法 205

5.5.1空间环境对COTS器件的影响 206

5.5.2COTS器件在卫星上应用的主要方法 207

5.5.3COTS器件冗余网络设计方法 208

5.5.4针对单粒子闩锁的断电/再加电保护设计 213

5.5.5COTS器件抗辐射加固的设计方法 214

参考文献 217

第6章 柔性化平台构件化软件及其设计方法 219

6.1构件化软件体系结构及其设计方法 220

6.1.1构件化软件的体系结构 221

6.1.2构件化软件的自适应与重构方法 224

6.1.3即插即用的构件化软件体系结构 225

6.2构件化软件总线设计 230

6.2.1软件总线中间件（QST）的概念 231

6.2.2软件总线中间件设计 231

6.3柔性化平台软件的构件划分方法 247

6.3.1系统服务软件的构件划分 247

6.3.2系统服务软件构件设计 256

6.3.3应用程序软件构件设计 264

6.4构件化软件的动态链接与加载方法 267

6.4.1软件构件的动态链接方法 268

6.4.2软件构件的动态加载方法 270

参考文献 272

第7章 快速响应微小卫星快速测试方法 273

7.1快速测试系统体系结构及其设计 274

7.1.1快速响应微小卫星的测试要求及系统方案 274

7.1.2快速测试系统体系结构设计 279

7.2测试序列快速生成方法 287

7.2.1基于T-时延离散Petri网模型的测试序列动态生成方法 287

7.2.2测试序列优化方法 293

7.3自动化测试软件设计方法 296

7.3.1图形化测试序列生成方法 296

7.3.2软件协议配置方法 303

7.3.3测试数据自主判读方法 305

7.3.4自动化测试软件的应用实例 307

7.4卫星在轨快速自主测试方法 309

7.4.1在轨状态自主确认与评估方法 310

7.4.2卫星自激励测试方法 313

参考文献 314

第8章 星箭一体化飞行器及其设计方法 316

8.1星箭一体化飞行器的概念与特点 317

8.1.1星箭一体化飞行器系统组成 318

8.1.2星箭一体化飞行器的技术特点 319

8.2星箭一体化设计方法 322

8.2.1结构系统一体化设计方法 323

8.2.2综合电子系统一体化设计方法 329

8.2.3轨道与姿态控制系统一体化设计方法 333

8.2.4电源系统一体化设计方法 335

8.2.5测控系统一体化设计方法 339

8.2.6星箭一体化研制流程 341

8.3星箭一体化飞行器全程制导与控制方法 341

8.3.1栅格舵与侧喷流联合控制方法 342

8.3.2大弹道偏差下的高精度制导控制方法 345

8.3.3超低轨道飞行器高精度、高稳定度控制方法 356

参考文献 357

第9章 快速响应卫星网络化应用 359

9.1快速响应卫星网络化应用的概念 359

9.1.1卫星集群/星簇的概念 359

9.1.2快速响应微小卫星网络化应用模式 363

9.2快速响应卫星网络化应用方法 365

9.2.1集群/星簇应用系统体系构架 365

9.2.2集群/星簇系统网络硬件层设计 369

9.2.3集群卫星系统网络的能量均衡方法 371

9.2.4集群卫星系统网络拓扑的最短路径分析 375

9.2.5集群/星簇系统构形设计与维持控制方法 383

参考文献 386

索引 387