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1.1 国内外研究现状1

第1章 绪论1

1.1.1 国内外星载探测器设计简介2

1.1.2 星载TDICCD探测器的类型4

1.2 星载探测器光机系统及关键技术简介6

1.2.1 星载TDICCD探测器光机系统6

1.2.2 星载TDICCD探测器对星上各系统的技术要求7

1.2.3 关键技术8

1.3 星载探测系统抑振抗冲击控制技术9

1.3.1 抑振抗冲击控制分类10

1.3.2 抑振抗冲击主动控制11

1.3.3 抑振抗冲击智能控制12

第2章 星载探测器及应用16

2.1 概述16

2.2.1 电磁波及电磁波谱17

2.2 电磁波及电磁波谱概念17

2.2.2 辐射及同地物作用18

2.2.3 大气层对电磁波传播的影响及大气窗口19

2.3 星载光学成像探测器20

2.3.1 星载光学成像探测器分类及地面分辨率20

2.3.2 星载光学成像探测器种类及特点22

2.4 星载红外探测器26

2.4.1 红外探测26

2.4.2 红外探测器种类27

2.4.3 红外焦平面29

2.5 雷达探测卫星30

2.5.1 微波遥感及星载微波探测器30

2.5.2 合成孔径雷达及工作原理31

2.5.3 星载SAR发展及现状32

2.6.1 电子探测卫星分类及探测体制33

2.6 电子探测卫星33

2.6.2 电子探测接收机的测量参数及探测定位技术35

2.6.3 海洋探测卫星及其分类36

2.7 其他探测卫星37

2.7.1 导弹预警卫星及应用37

2.7.2 气象卫星及应用39

2.7.3 核爆探测卫星及应用40

2.8 探测卫星在局部战争中的应用实例41

2.8.1 探测卫星在“沙漠之狐”作战中的应用41

2.8.2 探测卫星在阿富汗战场中的应用41

2.9 世界各国主要星载探测器42

2.9.1 星载光学成像探测器42

2.9.2 雷达成像探测卫星47

2.9.3 可用作成像探测的典型探测资源卫星49

2.9.4 电子探测卫星51

2.9.5 海洋探测卫星55

2.9.6 导弹预警卫星56

第3章 现代小型星载探测器及应用60

3.1 现代小型星载探测器概述60

3.2 小型星载探测器的结构组成61

3.2.1 有效载荷61

3.2.2 控制部分62

3.2.3 电源62

3.2.4 星体结构62

3.2.5 星载探测器测控62

3.3 小型星载探测器应用及特点63

3.3.1 小型星载探测器应用特点63

3.3.2 通信小型星载探测器64

3.3.3 小型星载探测器65

3.4.3 巴西国家空间研究所研制的微型星载探测器SACI-167

3.4.2 瑞典空间物理研究所（ISF）研制的纳型星载探测器Munin67

3.4 小型星载探测器的若干实例67

3.4.1 英国Surrey大学研制的微型星载探测器POSAT-167

3.4.4 南非Stellenbosch大学制造的微型星载探测器SUNSAT68

3.4.5 我国的“实践”5号和“航天清华”1号68

第4章 星载探测器运动规律及在轨位置计算70

4.1 概述70

4.2 星载探测器的无摄运动71

4.2.1 开普勒定律71

4.2.2 无摄轨道的描述73

4.2.3 星载探测器坐标的计算74

4.3 星载探测器的受摄运动75

4.3.1 势理论76

4.3.2 星载探测器的受摄运动方程76

4.3.3 各种摄动力对星载探测器轨道的影响79

4.4 星载探测器坐标的计算80

5.2 星载探测器寻优与评估81

第5章 星载探测器多学科寻优与总体设计模型的确定81

5.1 概述81

5.3 星载探测器多学科设计优化82

5.3.1 多学科优化83

5.3.2 MDO的系统集成83

5.4 星载探测器总体参数寻优设计84

5.4.1 总体寻优设计过程84

5.4.2 任务目标和任务要求84

5.4.3 星载探测器总体方案类型优选85

5.5 星载探测器总体参数优化设计的确定85

5.5.1 设计变量、目标函数和约束条件的确定85

5.5.2 优化模型的确定87

5.5.3 优化模型的仿真88

6.1 概述92

第6章 星载探测器望远系统热设计与热光学分析92

6.2.1 美国“哈勃”空间望远镜93

6.2 国外星载探测器望远系统热设计介绍93

6.2.2 美国LST空间望远镜95

6.2.3 美国OSL轨道太阳实验室97

6.2.4 星载探测器望远系统98

6.2.5 热设计软硬件99

6.3 星载探测器望远系统的构型与布局99

6.3.1 星载探测器望远系统的主要部件和有效载荷99

6.3.2 星载探测器望远系统构型与布局方案分析101

6.4.2 星载探测器的热控制要求102

6.4.3 星载探测器的热设计思路102

6.5 星载探测器望远系统主体热计算102

6.4.1 星载探测器的轨道和姿态参数102

6.4 星载探测系统的热设计102

6.5.1 NEVADA和SINDA/G软件的计算原理103

6.5.2 星载探测器望远系统热计算的特殊性104

6.5.3 星载探测器望远系统的轨道空间外热流和角系数计算106

6.5.4 星载探测器望远系统主体温度场计算106

6.5.5 星载探测器望远系统的热计算结果107

6.6 准直镜和磁分析器的热计算110

6.6.1 准直镜和磁分析器的热辐射计算110

6.6.2 准直镜和磁分析器的温度场计算112

6.6.3 准直镜和磁分析器的热计算结果113

6.7 星载探测器望远系统的热变形计算115

6.7.1 主镜组件的有限元热变形计算115

6.7.2 准直镜和磁分析器的有限元热变形计算117

6.8 星载探测器望远系统的热光学分析119

6.8.1 光学波像差的基本概念119

6.8.3 光程差的数值计算和最小二乘法球面拟合120

6.8.2 热光学分析的参数120

6.8.4 热光学分析123

6.9 星载探测器望远系统的特殊工况热分析127

6.9.1 最大地影轨道的瞬态热计算127

6.9.2 在地影轨道期间的热光学分析129

6.9.3 极限冷工况的热计算130

第7章 空间环境对星载探测器成像质量的影响分析131

7.1 概述131

7.2 星载TDICCD探测器成像原理及光机结构131

7.3 卫星振动对星载TDICCD探测器成像质量的影响132

7.4 动力学模型134

7.5 影响星载TDICCD探测器离焦的主要原因分析136

7.5.1 温度变化对探测器的影响136

7.5.2 轨道高度对探测器离焦的影响137

7.5.3 大气压力变化对探测器离焦的影响137

7.6.3 大焦深光学系统对MTF的影响138

7.6.2 相对孔径不同而像元尺寸相同对的影响138

7.6 离焦对传递函数的影响138

7.6.1 相对孔径相同而像元尺寸不同对的影响138

第8章 星载探测器非线性振动的逆系统与时滞141

8.1 概述141

8.2 非线性振动141

8.2.1 C-L方法——用分岔方法研究非线性振动141

8.2.2 强、弱非线性振动和非线性对称与非对称振动142

8.2.3 共振，扩展的FEREY序列——解的结构142

8.3 非线性振动的逆系统控制律143

8.3.1 单自由度非线性振动143

8.3.2 星载探测器混沌姿态运动的逆系统控制143

8.3.3 对多自由度振动系统的推广144

8.4 在轨星载探测器系统时滞BOC-WEN模型145

8.5.1 控制算法146

8.5 控制算法与算例146

8.5.2 算例148

第9章 红外多光谱探测器辐射定标试验技术150

9.1 概述150

9.2 试验目的150

9.3 探测器的红外辐射定标试验151

9.3.1 红外辐射定标原理151

9.3.2 红外辐射定标方法153

9.3.3 红外辐射定标设备157

9.3.4 红外辐射定标试验160

9.4 探测器的可见光、近红外辐射定标163

9.4.1 红外多光谱扫描仪163

9.4.2 定标原理163

9.4.3 定标设备163

9.4.4 定标程序164

9.4.5 飞行中可见光波段星上定标应注意的问题165

第10章 探测器热环境试验误差分析与热缩比模型试验166

10.1 空间热环境166

10.1.1 真空166

10.1.2 低温与黑背景167

10.1.3 空间外热流167

10.2 空间热环境试验的误差分析168

10.2.1 探测器在宇宙空间的热平衡168

10.2.2 探测器空间热环境试验的误差分析169

10.3 探测器热缩比模型试验175

10.3.1 辐射-导热系统探测器的热相似准则176

10.3.2 热相似稳态模拟技术177

10.3.3 热缩比模型试验的应用趋势179

10.4 不稳定热平衡试验方法179

10.4.2 不稳定热平衡试验方法的应用180

10.4.1 不稳定热平衡试验方法180

第11章 星载探测器运载中的环境试验181

11.1 概述181

11.2 航天仪器运载中的规定181

11.3 路面激励状况181

11.3.1 汽车路面激励状况181

11.3.2 汽车路面激励的确定183

11.3.3 汽车非平稳路面的模拟184

11.4 随机振动试验类型及响应184

11.5 随机振动信号分析处理系统185

11.5.1 CAT系统185

11.5.2 专用振动信号处理系统185

11.5.3 其他振动信号分析处理系统186

11.6.2 试验响应分析187

11.6.1 试验技术187

11.6 随机振动试验187

第12章 探测器空间环境试验中的测试技术192

12.1 空间环境试验中的质谱测试技术192

12.1.1 空间环境试验中残余气体质谱分析192

12.1.2 其他空间环境试验中的残余气体质谱分析193

12.1.3 空间环境探测中的质谱分析194

12.2 真空检漏测试技术194

12.2.1 真空检漏测试194

12.2.2 压力检漏测试195

12.3 空间环境模拟室内的压力测量技术196

12.3.1 空间环境模拟室内压力测量特殊性及需研究的问题196

12.3.2 压力测量的范围197

12.3.3 真空计的选择198

12.3.4 规管的布置位置198

12.4 探测器热平衡与热真空试验的温度测量技术199

12.3.5 计算机控制的真空测量技术199

12.4.1 探测器热平衡与热真空试验过程中温度测量的任务200

12.4.2 探测器热平衡与热真空试验中温度测量的特点200

12.4.3 热电偶测温201

12.4.4 热敏电阻测温204

12.4.5 测温程序的编制要求207

12.4.6 数据采集系统的正确使用208

12.4.7 温度测量误差的主要因素208

12.5 热流和电功率测试技术209

12.5.1 热流测量209

12.5.2 功率测量214

第13章 星载探测器冲击仿真与多级复合抑振抗冲击设计216

13.1 概述216

13.2 星载TDICCD探测器可靠性分析216

13.2.2 可靠性预测与分配217

13.2.1 星载TDICCD探测器材料与结构的失效模式217

13.3 星载TDICCD探测器的冲击动力学缩减模型218

13.3.1 有限元模型子结构划分218

13.3.2 冲击激励载荷218

13.3.3 大质量法218

13.4 冲击响应分析方法219

13.4.1 星载TDICCD探测器子结构运动方程219

13.4.2 星载TDICCD探测器运动方程220

13.4.3 谱响应分析220

13.5 计算结果分析220

13.6 多级抑振抗冲击系统的运动微分方程222

13.6.1 系统的动能和势能222

13.6.2 系统的阻尼耗散函数223

13.6.3 多级抑振抗冲击系统的运动微分方程223

13.7 多级复合抑振抗冲击控制系统的设计224

参考文献227