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第1章 概论&徐福样 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 31

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 331

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