目錄
前言
第1章緒論1
1.1微小衛(wèi)星發(fā)展歷史概述1
1.1.1冷戰(zhàn)初期1
1.1.2 20世紀(jì)90年代至今3
1.2微小衛(wèi)星特點(diǎn)4
1.2.1微小衛(wèi)星的定義4
1.2.2現(xiàn)代微小衛(wèi)星技術(shù)特點(diǎn)5
1.3國(guó)外微小衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀13
1.3.1皮納衛(wèi)星13
1.3.2立方星14
1.3.3實(shí)用型微納衛(wèi)星平臺(tái)16
1.3.4中小型衛(wèi)星20
第2章微小衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)方法24
2.1總體技術(shù)概述24
2.1.1總體設(shè)計(jì)概念24
2.1.2總體設(shè)計(jì)基本原則 28
2.1.3總體設(shè)計(jì)實(shí)施的基本方法31
2.1.4總體方案各階段設(shè)計(jì)內(nèi)容34
2.1.5總體設(shè)計(jì)的迭代與評(píng)價(jià)36
2.2面向需求的任務(wù)分析38
2.2.1衛(wèi)星任務(wù)要求分解與分析38
2.2.2面向任務(wù)的衛(wèi)星軌道選取40
2.2.3衛(wèi)星約束條件分析42
2.2.4關(guān)鍵技術(shù)分析43
2.2.5可行性分析44
2.3任務(wù)指標(biāo)分解和確定總體要求 45
2.3.1衛(wèi)星總體方案定性比較45
2.3.2總體設(shè)計(jì)技術(shù)要求47
2.3.3總體方案評(píng)價(jià)49
2.4分系統(tǒng)要求和方案優(yōu)選50
2.4.1衛(wèi)星分系統(tǒng)組成50
2.4.2分系統(tǒng)設(shè)計(jì)53
2.4.3小衛(wèi)星分系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選64
2.5衛(wèi)星總體方案綜合和確定65
2.5.1總體方案分析與綜合65
2.5.2總體方案確定66
2.6研制技術(shù)流程制定67
第3章衛(wèi)星設(shè)計(jì)約束條件71
3.1空間環(huán)境分析與效應(yīng)71
3.1.1空間環(huán)境分析71
3.1.2空間環(huán)境效應(yīng)81
3.2運(yùn)載火箭約束86
3.2.1國(guó)外的運(yùn)載火箭概況86
3.2.2中國(guó)的運(yùn)載火箭概況87
3.2.3質(zhì)量特性約束89
3.2.4環(huán)境條件約束90
3.2.5包絡(luò)及機(jī)械接口約束90
3.2.6功率約束90
3.3測(cè)控約束91
3.3.1國(guó)內(nèi)測(cè)控站概況91
3.3.2衛(wèi)星測(cè)控的流程92
3.3.3影響衛(wèi)星測(cè)控的因素95
3.4運(yùn)控約束98
3.4.1國(guó)內(nèi)運(yùn)控系統(tǒng)概況98
3.4.2早期國(guó)內(nèi)運(yùn)控模式簡(jiǎn)介98
3.4.3某科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星運(yùn)控過程100
3.4.4衛(wèi)星運(yùn)控的發(fā)展趨勢(shì)101
3.5成本與進(jìn)度約束103
第4章任務(wù)分析與軌道設(shè)計(jì)104
4.1任務(wù)規(guī)劃分析與論證104
4.1.1國(guó)外研究現(xiàn)狀105
4.1.2成像原理107
4.1.3觀測(cè)范圍與實(shí)際覆蓋108
4.1.4衛(wèi)星成像任務(wù)完整流程109
4.1.5規(guī)劃要素分析110
4.1.6敏捷衛(wèi)星規(guī)劃特點(diǎn)111
4.1.7規(guī)劃算法112
4.2微小衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)114
4.2.1地球同步軌道114
4.2.2太陽同步軌道116
4.2.3回歸軌道118
4.2.4凍結(jié)軌道120
4.3衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)121
4.3.1星座設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則121
4.3.2Walker星座122
4.3.3編隊(duì)星座123
第5章微小衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)128
5.1總體參數(shù)預(yù)算128
5.1.1衛(wèi)星質(zhì)量預(yù)算128
5.1.2衛(wèi)星功耗預(yù)算130
5.1.3衛(wèi)星軌道控制預(yù)算 132
5.1.4通信鏈路預(yù)算139
5.1.5設(shè)計(jì)壽命指標(biāo)分配147
5.1.6可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)分配148
5.1.7精度指標(biāo)分配154
5.1.8其他設(shè)計(jì)參數(shù)分配157
5.2衛(wèi)星總體構(gòu)型設(shè)計(jì)與論證 159
5.2.1構(gòu)型設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求159
5.2.2外形設(shè)計(jì)162
5.2.3衛(wèi)星的布局設(shè)計(jì)165
5.2.4衛(wèi)星主承力構(gòu)件方案設(shè)計(jì)166
5.2.5分析論證169
5.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸能力設(shè)計(jì)171
5.3.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和數(shù)傳速率需求171
5.3.2遙測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸預(yù)算171
5.3.3載荷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸預(yù)算172
5.3.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸預(yù)算流程173
5.4控制系統(tǒng)預(yù)算 174
5.4.1控制方式選擇175
5.4.2干擾力矩估算176
5.4.3敏感器精度選擇依據(jù)177
5.4.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)參數(shù)估算178
5.4.5控制律參數(shù)估算180
5.5整星信息流設(shè)計(jì)181
5.5.1微小衛(wèi)星信息流181
5.5.2信息流設(shè)計(jì)182
5.5.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)184
5.6信息軟件系統(tǒng) 187
5.6.1信息軟件功能187
5.6.2信息軟件系統(tǒng)組成和接口189
5.6.3信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)190
第6章高功能密度綜合電子學(xué)技術(shù)196
6.1即插即用的擴(kuò)展電子學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)196
6.1.1即插即用技術(shù)概述196
6.1.2即插即用技術(shù)需求196
6.1.3即插即用的可擴(kuò)展系統(tǒng)架構(gòu)197
6.2高密度綜合電子學(xué)技術(shù)199
6.2.1綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)199
6.2.2綜合電子模塊設(shè)計(jì)200
6.3高密度電子學(xué)星務(wù)管理模塊205
6.3.1CPU模塊206
6.3.2IO模塊206
6.3.3AD/DA模塊208
6.4空間大容量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)210
6.4.1空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)概述210
6.4.2CCSDS 概述210
6.4.3星載大容量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)211
6.4.4星載大容量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)212
6.5多模式測(cè)控模塊設(shè)計(jì)215
6.5.1背景介紹215
6.5.2主要技術(shù)指標(biāo)216
6.5.3技術(shù)方案217
6.6低電壓母線高效電源模塊220
6.6.1分流調(diào)節(jié)單元221
6.6.2充放電管理單元221
第7章自主高效的導(dǎo)航控制技術(shù)223
7.1微小衛(wèi)星導(dǎo)航與控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)223
7.1.1自主導(dǎo)航與控制技術(shù)223
7.1.2天文導(dǎo)航與控制技術(shù)223
7.1.3星座自主導(dǎo)航技術(shù)225
7.1.4深空探測(cè)自主導(dǎo)航與控制技術(shù)226
7.2姿態(tài)敏感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)230
7.2.1姿態(tài)敏感器230
7.2.2姿態(tài)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)234
7.2.3微小衛(wèi)星ACS系統(tǒng)配置實(shí)例236
7.3靈活指向姿態(tài)控制技術(shù)239
7.3.1控制力矩陀螺240
7.3.2反作用球243
7.3.3基于導(dǎo)引的姿態(tài)控制技術(shù)246
7.4高效微推進(jìn)技術(shù)253
7.4.1微小衛(wèi)星對(duì)高效無毒的需求253
7.4.2無毒化學(xué)推進(jìn)技術(shù)255
7.4.3激光微推進(jìn)技術(shù)258
7.4.4液化氣推進(jìn)技術(shù)260
7.4.5高效電推進(jìn)技術(shù)261
第8章靈活通用的結(jié)構(gòu)熱控技術(shù)264
8.1微小衛(wèi)星結(jié)構(gòu)熱控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)264
8.2通用模塊化結(jié)構(gòu)技術(shù)264
8.2.1模塊化概念和特點(diǎn)264
8.2.2模塊化設(shè)計(jì)方法265
8.2.3模塊化設(shè)計(jì)內(nèi)容265
8.2.4研究方向269
8.3多功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)270
8.3.1多功能結(jié)構(gòu)的概念和特點(diǎn)270
8.3.2功能合并271
8.3.3功能融合273
8.3.4需要發(fā)展的新技術(shù)274
8.4展開式柔性帆板技術(shù)276
8.4.1太陽電池陣的總體構(gòu)型276
8.4.2空間太陽電池陣基板277
8.4.3幾種典型的柔性太陽電池278
8.4.4幾種典型的柔性太陽電池陣展開機(jī)構(gòu)280
8.5自主熱控技術(shù) 285
8.5.1智能熱控涂層286
8.5.2高導(dǎo)熱材料287
8.5.3新型熱管288
8.5.4主動(dòng)控溫手段288
8.5.5研究方向289
第9章微小衛(wèi)星數(shù)字化仿真與測(cè)試、試驗(yàn)技術(shù)292
9.1數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真技術(shù)292
9.1.1數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真的概念與特點(diǎn)292
9.1.2數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)293
9.1.3數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真的未來發(fā)展趨勢(shì)296
9.2自動(dòng)化綜合測(cè)試296
9.2.1自動(dòng)化綜合測(cè)試概述296
9.2.2自動(dòng)化綜合測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)297
9.2.3自動(dòng)化綜合測(cè)試系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)299
9.2.4自動(dòng)化綜合測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用效果303
9.3微小衛(wèi)星集成303
9.3.1集成要求303
9.3.2微小衛(wèi)星集成設(shè)計(jì)304
9.3.3微小衛(wèi)星集成實(shí)施309
9.4小衛(wèi)星環(huán)模試驗(yàn)311
9.4.1概述311
9.4.2小衛(wèi)星產(chǎn)品的特點(diǎn)314
9.4.3小衛(wèi)星環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目315
9.4.4環(huán)境試驗(yàn)流程的制定321
參考文獻(xiàn)322