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第1章 概论1

1.1 航天与卫星工程1

1.1.1 航天与航天系统1

1.1.2 航天技术与卫星工程2

1.1.3 卫星应用与卫星应用系统3

1.2 人造卫星的分类和应用3

1.2.1 科学卫星4

1.2.2 技术试验卫星5

1.2.3 应用卫星5

1.2.4 小型卫星8

1.3 卫星的系统组成8

1.3.1 有效载荷8

1.3.2 卫星平台9

1.4 卫星和卫星工程特点10

1.4.1 卫星的主要特点10

1.4.2 卫星工程的主要特点11

1.5 世界人造卫星的发展趋势12

1.6 中国卫星工程的成就与展望14

1.6.1 中国卫星工程发展历程15

1.6.2 中国卫星工程的主要成就和经验16

1.6.3 21世纪初中国卫星工程展望17

第2章 卫星总体设计20

2.1 概述20

2.1.1 基本任务20

2.1.2 基本设计原则20

2.1.3 卫星总体设计的特点和要求22

2.2 任务分析23

2.2.1 用户任务要求及初步分析23

2.2.2 卫星轨道类型和选择25

2.2.3 卫星总体设计的约束条件的确定27

2.2.4 提出总体方案设想27

2.2.5 关键技术分析28

2.2.6 卫星研制技术流程初步制定28

2.3 卫星可行性总体方案论证30

2.3.1 方案论证30

2.3.2 卫星与卫星工程大系统中其他系统之间的接口34

2.3.3 卫星总体性能指标分解与综合34

2.3.4 方案优选36

2.3.5 卫星可行性总体方案论证报告38

2.3.6 提出初步的分系统技术要求38

2.3.7 关键技术攻关39

2.4 卫星总体方案设计39

2.4.1 总体方案设计内容39

2.4.2 几个典型的总体性能指标预算39

2.4.3 轨道设计43

2.4.4 卫星构型设计46

2.4.5 设计报告和对分系统要求48

2.5 总体详细设计48

2.5.1 总装设计48

2.5.2 总体电路设计48

2.5.3 卫星（整体）综合测试设计49

2.5.4 卫星（整体）环境模拟试验的制定50

2.6 总体设计展望50

2.6.1 大型复杂卫星的总体设计50

2.6.2 微小型卫星的总体设计51

2.6.3 设计手段的进步52

2.7 卫星总体设计中应注意的问题53

第3章 卫星有效载荷技术55

3.1 概述55

3.1.1 卫星有效载荷的分类55

3.1.2 卫星有效载荷设计的一般技术要求56

3.2 通信卫星有效载荷57

3.2.1 通信卫星有效载荷的组成57

3.2.2 通信卫星有效载荷设计60

3.2.3 东方红三号通信卫星有效载荷61

3.3 遥感卫星有效载荷63

3.3.1 遥感卫星典型有效载荷的组成63

3.3.2 遥感卫星有效载荷设计70

3.4 导航卫星有效载荷71

3.5 科学卫星有效载荷73

3.5.1 科学探测有效载荷的种类和主要性能73

3.5.2 科学实验有效载荷及有关试验结果76

3.6 工程实践中应注意的问题77

第4章 卫星结构和机构80

4.1 概述80

4.1.1 功能和组成80

4.1.2 设计特点80

4.2 典型的结构类型81

4.2.1 本体结构81

4.2.2 天线结构82

4.2.3 太阳电池阵结构83

4.3 典型的机构类型83

4.4 结构和机构方案设计85

4.4.1 本体结构的方案设计85

4.4.2 展开组件（包括机构）的方案设计86

4.5 结构和机构的设计方法87

4.5.1 设计依据87

4.5.2 设计准则87

4.5.3 设计与分析88

4.6 材料选择和性能要求89

4.6.1 材料的基本类型和优选89

4.6.2 材料的选择和控制方法90

4.7 结构和机构试验91

4.7.1 组件和整星级结构试验91

4.7.2 机构和展开组件试验91

4.8 技术现状和发展趋势92

4.8.1 结构92

4.8.2 机构和展开组件94

4.9 结构和机构设计在工程实现中应注意的问题97

第5章 卫星姿态和轨道控制99

5.1 概述99

5.1.1 轨道和姿态运动99

5.1.2 轨道控制的应用101

5.1.3 姿态控制的应用102

5.1.4 卫星控制系统的特点103

5.2 姿态和轨道控制原理104

5.2.1 自主控制和星地控制方式104

5.2.2 姿态和轨道确定105

5.2.3 轨道控制106

5.2.4 姿态控制108

5.2.5 控制系统部件111

5.3 卫星控制系统的设计和实现112

5.3.1 概念研究112

5.3.2 方案设计113

5.3.3 技术设计115

5.3.4 地面试验116

5.4 发展与展望118

5.5 控制系统设计与工程实现中要注意的几个问题120

第6章 卫星推进技术123

6.1 概述123

6.1.1 推进系统的功能与任务123

6.1.2 推进系统的状态和发展123

6.2 推进系统要求和方案124

6.2.1 推进系统要求124

6.2.2 推进系统比较及选用原则125

6.3 推进系统设计和实现127

6.3.1 推进系统确定127

6.3.2 输送系统和推进剂量132

6.3.3 推力器132

6.3.4 推进剂管理135

6.3.5 推进剂剩余量计算136

6.4 推进系统实施过程中应注意的几个问题137

第7章 卫星热控制139

7.1 概述139

7.1.1 任务和功能139

7.1.2 卫星飞行热环境139

7.2 卫星热控制140

7.2.1 轨道段热控制141

7.2.2 过渡段温度控制144

7.3 卫星热设计146

7.3.1 热设计的基本原则147

7.3.2 热控分系统与总体和其他分系统的接口关系147

7.3.3 热设计方法148

7.3.4 热设计的几个问题149

7.4 热设计的验证试验150

7.4.1 热平衡试验与热真空试验150

7.4.2 稳态与瞬态热平衡试验151

7.4.3 充气密封舱热平衡试验151

7.4.4 舱段（部件）热试验152

7.4.5 热试验的几个问题152

7.5 卫星热控制技术发展展望153

7.6 工程实施中应注意的问题155

第8章 卫星测控和星载数据管理157

8.1 概述157

8.1.1 卫星测控系统的概念和作用157

8.1.2 卫星测控的特点157

8.1.3 卫星无线电测控与运载火箭、导弹无线电测控的区别158

8.1.4 卫星无线电测控的发展159

8.2 卫星测控信道传输及测控基本原理160

8.2.1 电波传播及无线电频率160

8.2.2 遥测、遥控多路传输原理161

8.2.3 跟踪测轨基本原理163

8.3 星载数据管理165

8.3.1 系统概况165

8.3.2 功能和原理166

8.3.3 软件设计与工程化167

8.4 卫星测控网及统一测控系统169

8.4.1 地面测控网169

8.4.2 天基测控网170

8.4.3 统一测控系统172

8.5 空间数据系统咨询委员会CCSDS简介173

8.6 卫星测控和数管系统应用176

8.6.1 卫星测控系统设计和应用举例176

8.6.2 OBDH设计和应用举例177

8.7 卫星测控设计与实施中应注意的问题178

第9章 卫星电源180

9.1 概述180

9.2 太阳电池阵／蓄电池组电源系统181

9.2.1 设计条件181

9.2.2 太阳电池阵183

9.2.3 蓄电池组185

9.2.4 电源控制装置和系统拓扑结构188

9.3 电源分系统接口191

9.4 先进的电源技术192

9.5 工程实现中要注意的几个问题194

第10章 卫星返回技术197

10.1 概述197

10.2 返回过程198

10.3 返回式航天器的分类199

10.3.1 弹道式航天器200

10.3.2 升力式再入航天器201

10.4 脱离运行轨道201

10.5 气动力加热和防热结构203

10.5.1 气动力加热203

10.5.2 防热结构203

10.6 安全着陆与回收205

10.6.1 任务和组成205

10.6.2 着陆系统207

10.6.3 标位装置210

10.7 工程实施中要注意的几个问题211

第11章 卫星总装214

11.1 概述214

11.2 总装技术流程214

11.3 总装设计215

11.3.1 总装设计的步骤215

11.3.2 安装设计要求217

11.3.3 仪器设备安装设计218

11.3.4 电缆安装设计219

11.3.5 管路安装设计220

11.3.6 安装支架设计221

11.3.7 连接与防松222

11.3.8 地面支撑机械设备的设计224

11.3.9 对接设计224

11.3.10 总装检测要求225

11.4 总装实施225

11.4.1 总装工艺设计和编制225

11.4.2 安装227

11.4.3 精度检测228

11.4.4 质量特性231

11.4.5 密封检漏233

11.5 总装展望236

11.5.1 总装设计236

11.5.2 总装实施237

11.6 卫星总装应注意的几个问题237

第12章 卫星地面测试240

12.1 测试方案240

12.2 卫星研制过程的地面测试242

12.2.1 测试阶段划分242

12.2.2 测试级别243

12.2.3 卫星测试技术流程244

12.3 卫星地面测试系统244

12.3.1 有线控制台245

12.3.2 无线测试系统245

12.3.3 测试系统软件247

12.4 地面测试故障分析和判断方法248

12.4.1 地面测试故障分析248

12.4.2 判定故障的一般方法和步骤250

12.4.3 卫星故障预测和对策251

12.4.4 测试现场处理故障的原则252

12.5 发展趋势253

12.6 卫星地面测试实施过程中应注意的几个问题254

第13章 卫星环境模拟试验257

13.1 概述257

13.1.1 环境模拟试验的重要性257

13.1.2 卫星经历的环境257

13.1.3 试验规范、标准介绍258

13.1.4 环境试验类别258

13.2 环境与环境效应260

13.2.1 力学环境及其效应260

13.2.2 空间环境及其效应261

13.3 力学环境模拟试验262

13.3.1 试验条件的制定262

13.3.2 试验方法和试验设备263

13.4 真空热环境与常压热循环试验266

13.4.1 试验条件的制定266

13.4.2 试验方法与试验设备266

13.5 特殊空间环境模拟试验269

13.5.1 磁试验269

13.5.2 粒子辐照试验269

13.5.3 原子氧、微流星和空间碎片试验270

13.6 展望270

13.7 卫星环境试验中应注意的几个问题270

第14章 卫星可靠性技术274

14.1 概述274

14.1.1 卫星可靠性工程范畴274

14.1.2 卫星可靠性保证的基本目标和方法275

14.1.3 各研制阶段的可靠性工作、组织与接口277

14.2 可靠性设计与分析278

14.2.1 可靠性设计准则的实施278

14.2.2 可靠性定量要求的确定与分配278

14.2.3 故障模式影响分析（FMEA）280

14.2.4 可靠性关键项目的确定和控制281

14.2.5 元器件、材料和工艺的选用控制281

14.2.6 电路和设备的应力分析282

14.2.7 环境对可靠性影响的分析282

14.2.8 可靠性设计技术的应用283

14.2.9 软件可靠性保证283

14.3 可靠性试验与验证284

14.3.1 环境应力筛选（ESS）284

14.3.2 可靠性增长试验285

14.3.3 可靠性验证技术285

14.3.4 故障报告分析和纠正措施系统（FRACAS）285

14.4 可靠性管理286

14.4.1 可靠性工作计划286

14.4.2 继承性产品的可靠性保证287

14.4.3 可靠性文件和资料287

14.5 可靠性技术应用中应注意的几个问题288

第15章 卫星计算机辅助设计290

15.1 概述290

15.2 卫星的数字化模装291

15.2.1 DMU技术和卫星的数字化构型291

15.2.2 零件造型292

15.2.3 装配及质量检查294

15.3 卫星质量特性的CAD集成分析295

15.3.1 卫星质量特性分析的特点295

15.3.2 用三维CAD技术进行卫星质量特性计算295

15.4 有限元技术与卫星总体设计296

15.4.1 有限元方法及应用软件297

15.4.2 建模298

15.4.3 分析计算和后处理298

15.4.4 模型修正299

15.5 卫星的热分析299

15.5.1 卫星热分析的特点299

15.5.2 卫星热分析的过程及软件系统300

15.5.3 热分析建模300

15.5.4 外热流分析和辐射角系数计算301

15.5.5 温度场的计算302

15.6 空间环境的CAD集成分析303

15.7 卫星的计算机总体仿真305

15.7.1 FST简介305

15.7.2 SPASIM简介306

15.8 CAD/CAM一体化考虑306

15.9 应用CAD设计应注意的问题307

第16章 典型卫星系统及其应用310

16.1 概述310

16.2 卫星通信系统310

16.2.1 卫星通信系统的组成311

16.2.2 卫星通信系统举例312

16.2.3 卫星通信的应用领域313

16.3 卫星遥感系统315

16.3.1 卫星遥感简介315

16.3.2 卫星遥感系统举例317

16.3.3 卫星遥感的应用领域及作用320

16.4 卫星导航定位321

16.4.1 卫星导航定位原理及系统组成322

16.4.2 卫星导航定位系统实例322

16.4.3 卫星导航的应用325

第17章 卫星工程管理326

17.1 概述326

17.1.1 卫星工程管理的涵义、内容及其作用326

17.1.2 卫星工程管理理念326

17.1.3 卫星工程管理思想与实践327

17.2 卫星研制计划管理329

17.2.1 计划管理的特点和任务329

17.2.2 研制程序330

17.2.3 型号综合管理331

17.2.4 计划管理的方法332

17.2.5 项目管理335

17.3 卫星质量管理337

17.3.1 卫星质量管理体系337

17.3.2 卫星设计质量的控制337

17.3.3 卫星产品生产过程质量管理339

17.3.4 卫星总装、测试、试验过程的质量管理340

17.3.5 卫星产品质量问题归零管理342

17.3.6 卫星发射阶段的质量管理342

17.4 物资管理343

17.4.1 物资计划管理343

17.4.2 采购与控制344

17.4.3 物资仓储和信息管理346

17.5 卫星研制经费管理347

17.5.1 常用的研制经费计算方法347

17.5.2 卫星经费的计划与控制349

17.6 航天工程的两条指挥线350

17.6.1 两条指挥线的组成与职责350

17.6.2 型号总指挥、总设计师的培养与遴选352

17.6.3 型号总指挥与总设计师两条指挥线的相互关系353

17.7 卫星工程管理中要注意的几个问题354