第一章 载人航天器 6
第一节 概述 6
一、载人航天 6
二、载人航天的进程 6
三、载人航天器 7
第二节、运载火箭 7
一、运载火箭 7
二、推力向量控制 10
三、长征四号运载火箭的典型轨道和入轨精度 11
一、系统功能要求 12
第三节 制导、导航和控制分系统 12
二、系统组成方案 13
三、现代空间站GNC系统方案组成举例 14
四、交会与对接 15
第四节 空间站通信与测控大系统 16
一、引言 16
二、空间站内部通信分系统 16
三、空间站外部通信分系统 17
四、通信与航天测控系统 18
第五节 数据管理分系统 23
一、数据管理系统的物理结构 23
二、数据管理系统的概念结构 23
三、数据管理系统的功能 24
第六节 载人航天器推进分系统 25
一、推进分系统的任务与要求 25
二、“双子星座号”飞船推进系统 26
三、推进分系统组成 27
四、推进分系统推力器的布置图 27
第七节 热控制分系统 28
一、功用 28
二、载人舱热控制系统的典型组成 29
三、空间用换热器及其特点 30
四、空间站的舱外热辐射器 32
五、现代空间站的热控制系统 33
第八节 环境控制和生命保障系统 34
一、功用与组成 34
二、典型环境控制和生命保障系统 34
第九节 电源分系统 37
一、电源系统之“源” 37
二、太阳电池 37
三、太阳电池阵电源系统 38
第十节 航天器返回技术与回收分系统 39
一、航天器的返回技术 39
二、回收分系统 40
一、主动飞行段救生 41
第十一节 航天救生 41
二、轨道运行段救生 42
三、返回着陆段救生 43
四、地面防护与营救 43
参考文献 43
第二章 空间飞行器中应用的传感器 44
第一节 概述 44
第二节 空间飞行器姿态传感器 44
三、地球传感器 45
四、太阳传感器 45
二、星传感器 45
一、惯性传感器 45
第三节 加速度传感器 47
一、液浮加速度计 47
二、挠性加速度计 47
三、微型集成加速度计 48
第四节 陀螺传感器 49
一、液浮陀螺 49
二、挠性陀螺 50
三、激光陀螺仪 51
四、光纤陀螺 53
五、半球谐振陀螺 54
六、压电谐振陀螺 55
第五节 压力传感器 58
一、压力仪表与传感器的功用 58
二、早期的压力仪表与传感器 58
三、无传动放大机构的压力传感器 58
四、固态压力传感器 59
五、集成与阵列压力传感器 59
六、谐振压力传感器 60
第六节 温度传感器与温度场的红外测量 61
一、功用 61
三、热电偶温度传感器 62
二、PN结温度传感器 62
四、电阻式温度传感器 63
五、表面温度传感器 64
六、高温光纤传感器 64
七、温度场的红外测量 65
第七节 液体流量传感器 65
一、体积流量传感器 65
二、质量流量计 66
第八节 气体质量流量传感器 67
一、要求 67
二、节流压差式流量传感器 67
三、微型集成气体流量计 69
四、微型集成气体流量控制系统 71
第九节 气体成份传感器 72
一、功用 72
二、用光谱吸收的多功能气体成份传感器 72
三、薄膜氧分压传感器 72
第十节 湿敏传感器 73
一、半导体陶瓷湿敏传感器 73
二、集成Si湿度传感器 74
三、聚合物薄膜集成湿度传感器 75
四、石英谐振湿度传感器 77
二、电离式烟传感器 79
第十一节 火灾预报烟传感器 79
一、光散射式烟传感器 79
三、航天飞机用的烟传感器 80
第十二节 传感器对未来飞行器的新贡献 81
参考文献 81
第三章 空间飞行器多传感器监测系统 84
第一节 概述 84
第二节 航向系统 85
一、磁罗盘与磁航向传感器 85
二、航向陀螺仪及航向陀螺传感器 87
四、航向系统 88
三、陀螺磁罗盘 88
五、无线电罗盘 89
六、航道罗盘 90
第三节 飞行姿态航向基准系统及其指示器 91
一、陀螺地平仪与陀螺地平传感器 91
二、红外地平仪 92
三、姿态指引指示器 93
四、姿态航向基准系统 93
五、全姿态指示器 94
六、航天飞机与飞船上用的全姿态指引指示器 95
一、空速管 96
第四节 大气数据系统 96
二、总温传感器 97
三、大气数据系统的计算公式 98
四、高度表与高度传感器 100
五、组合空速表和马赫数表 102
六、迎角表与迎角传感器 103
七、大气数据系统 104
第五节 注意／告警系统 105
一、注意／告警系统发展简史 105
二、注意／告警系统的原理 107
三、注意／告警系统的发展趋向 107
第六节 航天飞机上的“T”型布局仪表板 108
一、多传感器系统 109
第七节 多传感器监测系统动态性能改进方法 109
二、多传感器监测系统动态性能改进方法 110
第八节 空间飞行器保健系统 111
一、空间飞行器结构参数的监测系统 111
二、灵巧材料与灵巧飞行器 111
三、空间飞行器的保健系统 112
四、光纤传感器系统在灵巧结构中的应用实例 113
第九节 航天器多传感器监测系统展望 113
一、姿态航向基准系统的发展趋势 113
五、“T”型仪表板布置的发展方向 114
参考文献 114
六、监测系统动态性能的改善方面的发展方向 114
三、大气数据系统的发展方向 114
四、注意／告警系统的发展方向 114
二、航向系统的发展方向 114
第四章 空间飞行器导航系统 117
第一节 概述 117
第二节 航位推算导航系统 117
一、最早的自动领航仪 117
二、带有风速修正的自动领航仪 118
三、多普勒领航仪 119
一、惯性导航基本原理 120
四、导航显示仪 120
第三节 惯性导航系统 120
二、平台式惯性导航系统 121
三、航天飞机的惯性导航系统 123
四、捷联式惯导系统 126
第四节 无线电导航系统 127
一、无线电导航的种类 127
二、无线电导航测角系统 127
三、无线电导航测距系统 128
四、无线电导航测距差系统 128
六、伏尔导航系统 129
五、无线电导航测速系统 129
七、塔康导航系统 130
第五节 天文导航系统 132
一、天文导航 132
二、天文学的有关知识 133
三、“阿波罗”飞船的六分仪 135
四、天文罗盘 137
五、星体跟踪器 138
六、天文导航系统 139
第六节 着陆系统 140
一、仪表着陆系统 140
二、微波着陆系统 141
三、差分GPS进场着陆系统 142
四、自动着陆系统 144
五、月球着陆系统 145
第七节 航天飞机导航系统 145
一、导航传感器系统 145
二、导航系统方块图 146
第八节 卫星导航系统 146
一、导航卫星 146
二、“子午仪”号导航卫星 149
一、系统的组成 150
第九节 全球定位系统（GPS） 150
四、用户设备 150
三、卫星导航基本原理 150
二、工作原理 152
三、GPS导航仪 155
四、对GPS的评述 155
第十节 GPS／惯性组合导航系统 156
一、简单组合法 156
二、卡尔曼滤波法 158
三、误差累积法 158
四、自适应相关分析法 158
三、智能惯性—天文组合导航系统 160
二、惯性导航系统展望 160
一、天文导航系统展望 160
第十一节 空间飞行器导航系统展望 160
四、其他有关的先进技术 161
参考文献 161
第五章 典型载人飞船仪表显示与监测系统 162
第一节 概述 162
一、飞船仪表与监测系统 162
二、仪表与监测系统和制导导航与控制系统的关系 162
三、飞船各系统需监测与显示的参数 162
四、本章的主要内容 164
第二节 早期飞船的仪表 164
一、“双子星座”号飞船仪表板 165
第三节 “双子星座”号飞船仪表与监测系统 165
二、制导、导航与控制和显示系统 167
三、主要仪表传感器的性能 168
四、“水星”号和“双子星座”号飞船的区别 169
第四节 “联盟”号飞船仪表 169
一、飞船仪表 169
二、空间飞行器的交会与对接 171
三、积木式的复合空间站 173
第五节 “阿波罗”号飞船的仪表与监测系统 173
一、“阿波罗”号飞船和“双子星座”号飞船的主要区别 173
三、指挥舱仪表板 174
二、“阿波罗”号飞船对显示与控制器的主要要求 174
四、飞船稳定与控制系统和仪表传感器 175
五、“阿波罗”号飞船登月舱仪表 179
六、月球车仪表 181
七、“阿波罗”号飞船的典型仪表 181
第六节 载人飞船仪表与监测系统展望 185
一、飞船仪表的发展 185
二、飞船仪表展望 186
参考文献 186
第一节 概述 189
一、航天飞机飞行任务与特点 189
第六章 航天飞机仪表显示与监测系统 189
二、电子系统的基本组成 190
三、航天飞机电子系统的特点 191
四、航天飞机要求电子系统具有高可靠性 192
五、仪表与监测系统 193
第二节 航天飞机电子系统 193
一、航天飞机电子系统 193
二、数据处理系统 194
三、制导、导航和控制系统 197
第三节 航天飞机仪表显示系统 199
一、初期仪表板布局设想 200
二、实际采用的仪表板 201
三、总结学术讨论会时的改进方案 204
第四节 航天飞机监测系统 205
一、监测系统的功能与种类 205
二、任务飞行监测系统 205
三、研究飞行监测系统 205
四、航天飞机监测系统特点 206
第五节 航天飞机注意／警告系统 207
一、主要组成 207
二、基本原理 207
二、年代初的技术发展水平 208
一、发展目标 208
第六节 航天飞机仪表显示展望 208
三、近来的主要技术成就 209
四、正在研究的技术 210
五、未来发展的趋势 210
六、玻璃座舱方案 211
参考文献 213
第七章 先进综合电子显示仪表在载人航天器中的应用 214
第一节 概述 214
第二节 年代有代表性的先进飞机仪表板 215
一、先进飞机仪表板布置图 215
五、备份仪表 216
四、飞机信息管理系统 216
二、主仪表板 216
三、中央控制板的显示仪 216
六、特点 217
第三节 显示仪表与制导系统 218
一、显示仪表与制导系统 218
二、主仪表板显示仪 218
三、飞行管理系统 218
六、中央故障显示系统 220
七、其他测量与控制系统 220
五、惯性基准与大气数据系统 220
四、飞行控制系统 220
第四节 飞行参数综合显示仪 221
一、主飞行显示仪 221
二、姿态指引信息 221
三、航向信息 221
四、飞行速度信息 222
五、飞行高度信息 223
六、载人空间飞行器的飞行参数综合显示仪方案讨论 223
第五节 导航参数综合显示仪 223
一、航向信息 224
四、载人空间飞行器导航显示仪方案讨论 225
三、航程与航线信息 225
二、地速、风速、风向信息 225
五、航天飞机的导航显示仪方案讨论 226
六、未来登月舱导航显示仪显示方案讨论 226
第六节 发动机指示与空勤告警显示仪 227
一、显示的参数 227
二、显示的格式 227
三、载人空间飞行器动力装置与注意／告警显示仪方案讨论 228
二、飞行管理系统的组成 230
三、飞行管理控制显示仪 230
一、飞行管理系统主要功能 230
第七节 飞行管理系统显示仪 230
四、载人空间飞行器飞行管理显示仪的方案讨论 231
第八节 平视显示仪 233
一、平视显示仪的系统组成 233
二、显示仪原理方块图 234
三、航天飞机上用平视显示仪 235
第九节 头盔显示器虚拟仪表板 237
一、虚拟仪表板 237
二、头盔显示器原理 237
三、头盔电视着陆系统 237
五、仪表显示与电视组合的光纤头盔显示器 238
六、超级头盔虚拟仪表板 238
四、光纤头盔显示器 238
第十节 载人航天器仪表显示的发展趋势 240
一、飞行器仪表显示的发展简况 240
二、彩色液晶平板显示仪 240
三、平视显示仪与头盔显示器 241
四、大屏幕显示仪 241
五、触敏显示屏使显示与控制综合一体化 242
六、语音（语言）仪表大大减轻航天员眼睛的负担 242
七、智能仪表是未来仪表发展的重要方向 243
参考文献 243
第二节 人工智能技术在航空电子上的应用 244
一、驾驶员助手（电子副驾驶员） 244
第八章 智能仪表与监测系统 244
第一节 概述 244
二、自适应导航系统 246
三、应急措施专家系统 246
四、航空电子助手 247
第三节 人工智能技术在空间飞行器中的应用 248
一、在航天飞机上的应用 248
二、在空间站上应用 249
第四节 一种智能测试系统的设计思想 250
一、改善系统静态性能的方法 250
二、动态补偿策略 251
四、小结 252
第五节 智能测试系统的数据库 252
一、采用数据库的优点 252
三、自适应噪声抵消策略 252
二、智能测试系统数据库的组成 253
三、数据库的管理模块 254
第六节 智能测试系统算法库 254
一、算法库的组成 254
三、动态数据处理算法库 255
四、随机信号处理算法库 255
二、静态数据处理算法库 255
五、离线处理算法库 256
第七节 智能测试系统的专家系统与知识库 256
一、智能测试系统的专家系统 256
二、智能测试系统的知识库 256
第八节 智能测试系统的总框图 256
第九节 智能显示与语言仪表系统 258
一、设计思想 258
二、图形库 258
三、语言库 259
四、光盘电子库 260
参考文献 261