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第1章 飞行控制概述 1

1.1 嫦娥2号工程概述 1

1.1.1 工程目标和科学探测任务 1

1.1.2 主要技术状态 2

1.2 飞行控制规划 6

1.2.1 发射段 6

1.2.2 地月转移轨道段 7

1.2.3 月球捕获轨道段 8

1.2.4 环月轨道段 9

1.3 测控支持条件 11

1.3.1 测控网组成 11

1.3.2 飞行任务关键弧段跟踪情况 13

1.3.3 测控工作模式 22

1.4 飞行控制系统 31

1.4.1 系统组成 31

1.4.2 系统验证 41

第2章 飞行控制技术基础 46

2.1 飞行控制计划 46

2.1.1 飞行控制计划工作模式 46

2.1.2 飞行控制计划分类 47

2.1.3 飞行控制计划设计 49

2.1.4 飞行控制计划生成 50

2.1.5 飞行控制计划验证 50

2.1.6 飞行控制计划实施 51

2.2 遥测数据处理 51

2.2.1 遥测数据分类 52

2.2.2 遥测数据模式 52

2.2.3 遥测数据接收与处理 54

2.2.4 遥测数据监控显示 56

2.3 上行控制 58

2.3.1 遥控工作模式 58

2.3.2 遥控信息类别 58

2.3.3 遥控信息生成 59

2.3.4 遥控指令链设计 60

2.3.5 遥控信息发送 60

2.3.6 遥控信息执行情况比判 61

2.4 轨道确定与控制 63

2.4.1 坐标系定义 63

2.4.2 轨道测量与确定 65

2.4.3 轨道控制策略 77

2.4.4 轨道预报 80

2.4.5 轨道控制实施 80

2.5 姿态监视与控制 82

2.5.1 姿态数据的坐标系约定 82

2.5.2 卫星姿态监视 82

2.5.3 卫星姿态控制 84

第3章 发射段飞行控制 89

3.1 状态监视 89

3.1.1 运载火箭飞行状态监视 89

3.1.2 卫星状态监视 90

3.2 推进管路排气控制 91

3.3 发射段弹道测量与确定 91

3.4 测控站引导原则 93

3.5 关键事件的确定和使用 94

3.5.1 起飞事件 94

3.5.2 星箭分离事件 94

第4章 地月转移轨道段飞行控制 96

4.1 入轨控制 98

4.1.1 初轨确定与入轨判断 98

4.1.2 太阳翼和定向天线展开控制 99

4.1.3 卫星初始状态设置 102

4.1.4 加速度计零位标定 105

4.1.5 星敏感器标定 106

4.2 中途修正 107

4.2.1 实施原则 108

4.2.2 修正轨控策略 109

4.2.3 控制参数计算 110

4.2.4 实施流程 112

4.3 技术试验 114

4.3.1 监视相机成像试验 114

4.3.2 紫外敏感器导航／拍图试验 118

4.3.3 X频段测控技术试验 121

4.4 星地时间同步控制 126

4.5 VLBI测轨 128

4.5.1 VLBI工作模式 128

4.5.2 VLBI信标机使用原则 129

4.6 科学载荷设备控制 130

第5章 月球捕获轨道段飞行控制 132

5.1 控制策略 133

5.2 控制参数计算 135

5.2.1 第1次制动量分析 136

5.2.2 近月点高度分析 138

5.2.3 环月轨道平面机动控制参数计算 139

5.2.4 近月制动控制参数计算 142

第6章 环月初期运行轨道段飞行控制 143

6.1 卫星平台在轨测试 145

6.1.1 第1阶段 145

6.1.2 第2阶段 145

6.1.3 第3阶段 146

6.1.4 第4阶段 146

6.2 建立对月定向姿态控制 147

6.2.1 时机确定 147

6.2.2 控制参数计算 147

6.2.3 实施流程 148

6.3 轨道维持控制 149

6.3.1 目标 149

6.3.2 时机 149

6.3.3 控制参数计算 150

6.3.4 实施流程 151

6.4 侧飞转正飞控制 155

6.5 卫星科学载荷在轨测试 155

第7章 试验轨道段飞行控制 156

7.1 预选着陆区 157

7.2 降轨控制 159

7.2.1 降轨准备条件分析 159

7.2.2 降轨控制条件分析 159

7.2.3 降轨控制策略计算 164

7.2.4 降轨控制实施 168

7.2.5 对月定向控制 171

7.3 CCD立体相机成像控制 172

7.3.1 成像控制条件分析 173

7.3.2 成像控制实施 174

7.4 升轨控制 177

7.4.1 升轨准备条件分析 177

7.4.2 升轨控制条件分析 178

7.4.3 升轨控制实施 179

第8章 环月长期运行轨道段飞行控制 183

8.1 全月面拍摄 184

8.1.1 成像策略选择 184

8.1.2 成像控制 185

8.1.3 全月面图像补充拍摄 186

8.2 第1次轨道维持及月食前调相 187

8.2.1 轨道维持需求分析 188

8.2.2 月食调相效果分析 188

8.2.3 控制方案设计 189

8.2.4 控制实施流程 191

8.2.5 控制实施及控后效果分析 192

8.3 月食期间飞行控制 193

8.3.1 月食对环月卫星的影响 194

8.3.2 主要采取的措施 195

8.3.3 月食基本情况 197

8.3.4 主要测控及控制流程 198

8.3.5 控制实施 200

8.4 LDPC遥测编译码试验 200

8.5 第2次轨道维持及正飞转侧飞 202

8.5.1 控制方案设计 202

8.5.2 控制实施流程 204

8.5.3 控制实施及控后效果分析 205

8.6 S频段音码混合测距试验 205

8.7 其他日常飞行控制工作 206

8.7.1 轨道保障 207

8.7.2 时差校正 207

8.7.3 星载测控设备切换 207

8.7.4 动量轮卸载 208

第9章 应急飞行控制 209

9.1 应急飞行控制特点和要求 209

9.1.1 应急飞行控制特点 209

9.1.2 应急飞行控制要求 210

9.2 应急处置分工和决策程序 212

9.2.1 应急处置分工 212

9.2.2 应急处置决策程序 213

9.3 卫星故障应急处置对策 214

9.3.1 故障分类 214

9.3.2 故障模式判别 214

9.3.3 故障应急处置 216

9.4 测控网故障应急处置对策 219

9.5 应急轨道控制 222

9.5.1 入轨异常 224

9.5.2 中途修正控制异常 224

9.5.3 月球捕获轨道段控制异常 225

9.5.4 环月试验轨道段降轨控制异常 232

9.5.5 环月轨道维持异常 233

第10章 飞赴日地拉格朗日L2点 234

10.1 拉格朗日点介绍 234

10.2 轨道设计 235

10.2.1 月球逃逸段 235

10.2.2 转移飞行段 236

10.2.3 日地拉格朗日L2点绕飞段 237

10.3 各系统工作模式 238

10.3.1 卫星系统工作模式 238

10.3.2 测控系统工作模式 238

10.3.3 地面应用系统工作模式 239

10.4 轨道控制实施方案 239

10.4.1 月球逃逸段控制实施方案 239

10.4.2 转移飞行段控制实施方案 244

10.4.3 日地拉格朗日L2点绕飞段控制实施方案 247

附录A 缩略语和专有名词对照表 249

附录B 嫦娥2号工程大事记 251

附录C 月球基本参数 254

附录D LP165P月球重力场模型 255

参考文献 264