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90年代至今3
1.2微小衛(wèi)星特點4
1.2.1微小衛(wèi)星的定義4
1.2.2現(xiàn)代微小衛(wèi)星技術特點5
1.3國外微小衛(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實用型微納衛(wèi)星平臺16
1.3.4中小型衛(wèi)星20
第2章微小衛(wèi)星總體設計方法24
2.1總體技術概述24
2.1.1總體設計概念24
2.1.2總體設計基本原則 28
2.1.3總體設計實施的基本方法31
2.1.4總體方案各階段設計內(nèi)容34
2.1.5總體設計的迭代與評價36
2.2面向需求的任務分析38
2.2.1衛(wèi)星任務要求分解與分析38
2.2.2面向任務的衛(wèi)星軌道選取40
2.2.3衛(wèi)星約束條件分析42
2.2.4關鍵技術分析43
2.2.5可行性分析44
2.3任務指標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總體設計技術要求47
2.3.3總體方案評價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)設計53
2.4.3小衛(wèi)星分系統(tǒng)設計方案優(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研制技術流程制定67
第3章衛(wèi)星設計約束條件71
3.1空間環(huán)境分析與效應71
3.1.1空間環(huán)境分析71
3.1.2空間環(huán)境效應81
3.2運載火箭約束86
3.2.1國外的運載火箭概況86
3.2.2中國的運載火箭概況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包絡及機械接口約束90
3.2.6功率約束90
3.3測控約束91
3.3.1國內(nèi)測控站概況91
3.3.2衛(wèi)星測控的流程92
3.3.3影響衛(wèi)星測控的因素95
3.4運控約束98
3.4.1國內(nèi)運控系統(tǒng)概況98
3.4.2早期國內(nèi)運控模式簡介98
3.4.3某科學試驗衛(wèi)星運控過程100
3.4.4衛(wèi)星運控的發(fā)展趨勢101
3.5成本與進度約束103
第4章任務分析與軌道設計104
4.1任務規(guī)劃分析與論證104
4.1.1國外研究現(xiàn)狀105
4.1.2成像原理107
4.1.3觀測范圍與實際覆蓋108
4.1.4衛(wèi)星成像任務完整流程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111
4.1.7規(guī)劃算法112
4.2微小衛(wèi)星軌道設計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凍結軌道120
4.3衛(wèi)星星座設計121
4.3.1星座設計的基本準則121
4.3.2Walker星座122
4.3.3編隊星座123
第5章微小衛(wèi)星總體方案設計128
5.1總體參數(shù)預算128
5.1.1衛(wèi)星質(zhì)量預算128
5.1.2衛(wèi)星功耗預算130
5.1.3衛(wèi)星軌道控制預算 132
5.1.4通信鏈路預算139
5.1.5設計壽命指標分配147
5.1.6可靠性設計指標分配148
5.1.7精度指標分配154
5.1.8其他設計參數(shù)分配157
5.2衛(wèi)星總體構型設計與論證 159
5.2.1構型設計的任務和要求159
5.2.2外形設計162
5.2.3衛(wèi)星的布局設計165
5.2.4衛(wèi)星主承力構件方案設計166
5.2.5分析論證169
5.3數(shù)據(jù)存儲和傳輸能力設計171
5.3.1數(shù)據(jù)存儲容量和數(shù)傳速率需求171
5.3.2遙測數(shù)據(jù)存儲和傳輸預算171
5.3.3載荷數(shù)據(jù)存儲和傳輸預算172
5.3.4數(shù)據(jù)存儲和傳輸預算流程173
5.4控制系統(tǒng)預算 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)行機構參數(shù)估算178
5.4.5控制律參數(shù)估算180
5.5整星信息流設計181
5.5.1微小衛(wèi)星信息流181
5.5.2信息流設計182
5.5.3數(shù)據(jù)結構設計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)設計190
第6章高功能密度綜合電子學技術196
6.1即插即用的擴展電子學系統(tǒng)架構設計196
6.1.1即插即用技術概述196
6.1.2即插即用技術需求196
6.1.3即插即用的可擴展系統(tǒng)架構197
6.2高密度綜合電子學技術199
6.2.1綜合電子系統(tǒng)設計199
6.2.2綜合電子模塊設計200
6.3高密度電子學星務管理模塊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)設計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)總體設計211
6.4.4星載大容量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設計212
6.5多模式測控模塊設計215
6.5.1背景介紹215
6.5.2主要技術指標216
6.5.3技術方案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章自主高效的導航控制技術223
7.1微小衛(wèi)星導航與控制技術發(fā)展趨勢223
7.1.1自主導航與控制技術223
7.1.2天文導航與控制技術223
7.1.3星座自主導航技術225
7.1.4深空探測自主導航與控制技術226
7.2姿態(tài)敏感器與執(zhí)行機構230
7.2.1姿態(tài)敏感器230
7.2.2姿態(tài)控制執(zhí)行機構234
7.2.3微小衛(wèi)星ACS系統(tǒng)配置實例236
7.3靈活指向姿態(tài)控制技術239
7.3.1控制力矩陀螺240
7.3.2反作用球243
7.3.3基于導引的姿態(tài)控制技術246
7.4高效微推進技術253
7.4.1微小衛(wèi)星對高效無毒的需求253
7.4.2無毒化學推進技術255
7.4.3激光微推進技術258
7.4.4液化氣推進技術260
7.4.5高效電推進技術261
第8章靈活通用的結構熱控技術264
8.1微小衛(wèi)星結構熱控技術發(fā)展趨勢264
8.2通用模塊化結構技術264
8.2.1模塊化概念和特點264
8.2.2模塊化設計方法265
8.2.3模塊化設計內(nèi)容265
8.2.4研究方向269
8.3多功能結構設計270
8.3.1多功能結構的概念和特點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274
8.4展開式柔性帆板技術276
8.4.1太陽電池陣的總體構型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構280
8.5自主熱控技術 285
8.5.1智能熱控涂層286
8.5.2高導熱材料287
8.5.3新型熱管288
8.5.4主動控溫手段288
8.5.5研究方向289
第9章微小衛(wèi)星數(shù)字化仿真與測試、試驗技術292
9.1數(shù)字化設計仿真技術292
9.1.1數(shù)字化設計仿真的概念與特點292
9.1.2數(shù)字化設計仿真系統(tǒng)設計293
9.1.3數(shù)字化設計仿真的未來發(fā)展趨勢296
9.2自動化綜合測試296
9.2.1自動化綜合測試概述296
9.2.2自動化綜合測試系統(tǒng)設計297
9.2.3自動化綜合測試系統(tǒng)模塊設計299
9.2.4自動化綜合測試系統(tǒng)應用效果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)星集成設計304
9.3.3微小衛(wèi)星集成實施309
9.4小衛(wèi)星環(huán)模試驗311
9.4.1概述311
9.4.2小衛(wèi)星產(chǎn)品的特點314
9.4.3小衛(wèi)星環(huán)境試驗項目315
9.4.4環(huán)境試驗流程的制定321
參考文獻322