微小卫星总体设计与工程实践PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 微小卫星发展历史概述 1

1.1.1 冷战初期 1

1.1.2 20世纪90年代至今 3

1.2 微小卫星特点 4

1.2.1 微小卫星的定义 4

1.2.2 现代微小卫星技术特点 5

1.3 国外微小卫星发展现状 13

1.3.1 皮纳卫星 13

1.3.2 立方星 14

1.3.3 实用型微纳卫星平台 16

1.3.4 中小型卫星 20

第2章 微小卫星总体设计方法 24

2.1 总体技术概述 24

2.1.1 总体设计概念 24

2.1.2 总体设计基本原则 28

2.1.3 总体设计实施的基本方法 31

2.1.4 总体方案各阶段设计内容 34

2.1.5 总体设计的迭代与评价 36

2.2 面向需求的任务分析 38

2.2.1 卫星任务要求分解与分析 38

2.2.2 面向任务的卫星轨道选取 40

2.2.3 卫星约束条件分析 42

2.2.4 关键技术分析 43

2.2.5 可行性分析 44

2.3 任务指标分解和确定总体要求 45

2.3.1 卫星总体方案定性比较 45

2.3.2 总体设计技术要求 47

2.3.3 总体方案评价 49

2.4 分系统要求和方案优选 50

2.4.1 卫星分系统组成 50

2.4.2 分系统设计 53

2.4.3 小卫星分系统设计方案优选 64

2.5 卫星总体方案综合和确定 65

2.5.1 总体方案分析与综合 65

2.5.2 总体方案确定 66

2.6 研制技术流程制定 67

第3章 卫星设计约束条件 71

3.1 空间环境分析与效应 71

3.1.1 空间环境分析 71

3.1.2 空间环境效应 81

3.2 运载火箭约束 86

3.2.1 国外的运载火箭概况 86

3.2.2 中国的运载火箭概况 87

3.2.3 质量特性约束 89

3.2.4 环境条件约束 90

3.2.5 包络及机械接口约束 90

3.2.6 功率约束 90

3.3 测控约束 91

3.3.1 国内测控站概况 91

3.3.2 卫星测控的流程 92

3.3.3 影响卫星测控的因素 95

3.4 运控约束 98

3.4.1 国内运控系统概况 98

3.4.2 早期国内运控模式简介 98

3.4.3 某科学试验卫星运控过程 100

3.4.4 卫星运控的发展趋势 101

3.5 成本与进度约束 103

第4章 任务分析与轨道设计 104

4.1 任务规划分析与论证 104

4.1.1 国外研究现状 105

4.1.2 成像原理 107

4.1.3 观测范围与实际覆盖 108

4.1.4 卫星成像任务完整流程 109

4.1.5 规划要素分析 110

4.1.6 敏捷卫星规划特点 111

4.1.7 规划算法 112

4.2 微小卫星轨道设计 114

4.2.1 地球同步轨道 114

4.2.2 太阳同步轨道 116

4.2.3 回归轨道 118

4.2.4 冻结轨道 120

4.3 卫星星座设计 121

4.3.1 星座设计的基本准则 121

4.3.2 Walker星座 122

4.3.3 编队星座 123

第5章 微小卫星总体方案设计 128

5.1 总体参数预算 128

5.1.1 卫星质量预算 128

5.1.2 卫星功耗预算 130

5.1.3 卫星轨道控制预算 132

5.1.4 通信链路预算 139

5.1.5 设计寿命指标分配 147

5.1.6 可靠性设计指标分配 148

5.1.7 精度指标分配 154

5.1.8 其他设计参数分配 157

5.2 卫星总体构型设计与论证 159

5.2.1 构型设计的任务和要求 159

5.2.2 外形设计 162

5.2.3 卫星的布局设计 165

5.2.4 卫星主承力构件方案设计 166

5.2.5 分析论证 169

5.3 数据存储和传输能力设计 171

5.3.1 数据存储容量和数传速率需求 171

5.3.2 遥测数据存储和传输预算 171

5.3.3 载荷数据存储和传输预算 172

5.3.4 数据存储和传输预算流程 173

5.4 控制系统预算 174

5.4.1 控制方式选择 175

5.4.2 干扰力矩估算 176

5.4.3 敏感器精度选择依据 177

5.4.4 执行机构参数估算 178

5.4.5 控制律参数估算 180

5.5 整星信息流设计 181

5.5.1 微小卫星信息流 181

5.5.2 信息流设计 182

5.5.3 数据结构设计 184

5.6 信息软件系统 187

5.6.1 信息软件功能 187

5.6.2 信息软件系统组成和接口 189

5.6.3 信息系统设计 190

第6章 高功能密度综合电子学技术 196

6.1 即插即用的扩展电子学系统架构设计 196

6.1.1 即插即用技术概述 196

6.1.2 即插即用技术需求 196

6.1.3 即插即用的可扩展系统架构 197

6.2 高密度综合电子学技术 199

6.2.1 综合电子系统设计 199

6.2.2 综合电子模块设计 200

6.3 高密度电子学星务管理模块 205

6.3.1 CPU模块 206

6.3.2 IO模块 206

6.3.3 AD/DA模块 208

6.4 空间大容量数据管理系统设计 210

6.4.1 空间数据系统概述 210

6.4.2 CCSDS概述 210

6.4.3 星载大容量数据管理系统总体设计 211

6.4.4 星载大容量数据管理系统设计 212

6.5 多模式测控模块设计 215

6.5.1 背景介绍 215

6.5.2 主要技术指标 216

6.5.3 技术方案 217

6.6 低电压母线高效电源模块 220

6.6.1 分流调节单元 221

6.6.2 充放电管理单元 221

第7章 自主高效的导航控制技术 223

7.1 微小卫星导航与控制技术发展趋势 223

7.1.1 自主导航与控制技术 223

7.1.2 天文导航与控制技术 223

7.1.3 星座自主导航技术 225

7.1.4 深空探测自主导航与控制技术 226

7.2 姿态敏感器与执行机构 230

7.2.1 姿态敏感器 230

7.2.2 姿态控制执行机构 234

7.2.3 微小卫星ACS系统配置实例 236

7.3 灵活指向姿态控制技术 239

7.3.1 控制力矩陀螺 240

7.3.2 反作用球 243

7.3.3 基于导引的姿态控制技术 246

7.4 高效微推进技术 253

7.4.1 微小卫星对高效无毒的需求 253

7.4.2 无毒化学推进技术 255

7.4.3 激光微推进技术 258

7.4.4 液化气推进技术 260

7.4.5 高效电推进技术 261

第8章 灵活通用的结构热控技术 264

8.1 微小卫星结构热控技术发展趋势 264

8.2 通用模块化结构技术 264

8.2.1 模块化概念和特点 264

8.2.2 模块化设计方法 265

8.2.3 模块化设计内容 265

8.2.4 研究方向 269

8.3 多功能结构设计 270

8.3.1 多功能结构的概念和特点 270

8.3.2 功能合并 271

8.3.3 功能融合 273

8.3.4 需要发展的新技术 274

8.4 展开式柔性帆板技术 276

8.4.1 太阳电池阵的总体构型 276

8.4.2 空间太阳电池阵基板 277

8.4.3 几种典型的柔性太阳电池 278

8.4.4 几种典型的柔性太阳电池阵展开机构 280

8.5 自主热控技术 285

8.5.1 智能热控涂层 286

8.5.2 高导热材料 287

8.5.3 新型热管 288

8.5.4 主动控温手段 288

8.5.5 研究方向 289

第9章 微小卫星数字化仿真与测试、试验技术 292

9.1 数字化设计仿真技术 292

9.1.1 数字化设计仿真的概念与特点 292

9.1.2 数字化设计仿真系统设计 293

9.1.3 数字化设计仿真的未来发展趋势 296

9.2 自动化综合测试 296

9.2.1 自动化综合测试概述 296

9.2.2 自动化综合测试系统设计 297

9.2.3 自动化综合测试系统模块设计 299

9.2.4 自动化综合测试系统应用效果 303

9.3 微小卫星集成 303

9.3.1 集成要求 303

9.3.2 微小卫星集成设计 304

9.3.3 微小卫星集成实施 309

9.4 小卫星环模试验 311

9.4.1 概述 311

9.4.2 小卫星产品的特点 314

9.4.3 小卫星环境试验项目 315

9.4.4 环境试验流程的制定 321

参考文献 322