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第八章　卫星测控天线 叶云裳1

8.1　概述1

8.2　卫星测控天线的主要技术要求3

8.3　UHF/VHF频段的星载测控天线5

8.3.1　UHF/VHF卫星测控天线系统考虑5

8.3.2　单元天线设计6

8.3.3　二单元天线组阵的星体方向图8

8.4　S频段统一系统的星载测控天线9

8.4.1　S频段统一测控天线系统考虑9

8.4.2　S频段统一测控单元天线设计10

8.4.3　S频段统一测控天线网络设计11

8.4.4　S频段统一测控天线的星体方向图12

8.5　C频段统一系统的星载测控天线13

8.5.1　地球静止轨道自旋稳定卫星测控天线14

8.5.2　地球静止轨道对地三轴稳定卫星的测控天线20

8.6　再入返回段卫星测控天线21

8.6.1　再入返回卫星测控天线设计21

8.6.2　低仰角电磁波的传输和抗衰落25

8.7　星载GPS测量系统天线26

8.7.1　星载GPS接收定位系统26

8.7.2　星载GPS天线相位干涉仪测角系统28

8.8　跟踪与数据中继卫星（TDRS）天线系统30

8.8.1　TDRS的空间段布局及其天线30

8.8.2　天基测控网星载测控天线的要求34

8.9　星载测控天线的工程化35

8.9.1　星载测控天线工程化基本内容35

8.9.2　星载天线的电磁CAD模装技术36

8.9.3　天线电性能的验证38

8.9.4　星载天线的结构39

参考文献42

第九章　卫星跟踪与轨道测量技术 赵业福 李曰能42

9.1　概述44

9.1.1　卫星轨道45

9.1.2　卫星轨道的测量与确定47

9.2　卫星轨道测量系统分类49

9.2.1　非基线制与基线制测量系统49

9.2.2　脉冲制与连续波制测量系统50

9.3　卫星轨道跟踪与测量的基本技术55

9.3.1　角度跟踪与测量55

9.3.2　距离测量68

9.3.3　速度测量80

9.4　星载无线电合作目标86

9.4.1　应答机、信标机86

9.4.2　星载测控收／发天线89

9.5　用于卫星轨道测量的微波统一系统91

9.5.1　微波统一系统在卫星轨道测量中的作用91

9.5.2　系统基本工作流程92

9.5.3　微波统一系统工作体制95

9.5.4　系统基本结构96

9.5.5　角度跟踪与测量100

9.5.6　测距功能102

9.5.7　测速功能110

9.6　10m天线S频段统一系统113

9.6.1　系统主要组成113

9.6.2　对卫星测轨的工作过程118

9.6.3　系统主要技术指标119

9.6.4　双向载波相参多普勒测速122

9.6.5　七侧音测距123

9.7　卫星轨道测量的技术发展125

9.7.1　提高轨道测量精度126

9.7.2　多站测距定轨取代单站测角、测距定轨128

9.7.3　利用转发器的透明转发功能，由通信地球站取代专用测轨站实现测距131

9.7.4　中、低轨道卫星采用星上轨道自主测定132

参考文献133

第十章　卫星遥测信息采集和数据处理 王家传 钟洋淼10.1　概述135

10.2　卫星遥测信息136

10.2.1　模拟量遥测信息136

10.2.2　状态量遥测信息138

10.2.3　数字量遥测信息138

10.3　可编程遥测140

10.3.1　工作原理140

10.3.2　遥测数据的帧格式142

10.3.3　遥测数据的压缩存储144

10.4　传感器145

10.4.1　传感器类别145

10.4.2　传感器基本概念146

10.4.3　传感器的基本特性149

10.4.4　传感器的特性模型151

10.4.5　卫星常用的遥测传感器151

10.5　遥测数据处理156

10.5.1　卫星遥测数据处理方法156

10.5.2　测温传感器应用与数据处理158

参考文献162

第十一章　卫星遥控技术 刘晓星164

11.1 概述164

11.2　卫星遥控任务165

11.2.1　遥控的地位和作用165

11.2.2　卫星遥控特点166

11.2.3　卫星遥控的基本工作166

11.3　卫星遥控体制和信息编码168

11.3.1　遥控体制168

11.3.2　遥控信息171

11.3.3　遥控信息编码171

11.4　星载遥控设备的组成及原理176

11.4.1　组成176

11.4.2　工作原理178

11.5　卫星遥控指令传输品质估计185

11.5.1　主要技术指标185

11.5.2 品质估计的验证185

11.6　星载遥控设备可靠性设计188

11.6.1　星载遥控设备可靠性设计188

11.6.2　星载遥控设备故障树分析举例190

11.6.3　星载遥控设备接口消除单点失效举例191

参考文献195

第十二章　星载数据管理 胡光辉196

12.1　概述196

12.2　星载数据管理系统199

12.2.1　星载数据管理系统的功能和作用199

12.2.2　星载数据管理系统的工作模式201

12.2.3　星载数据管理系统的设计准则和设计特点203

12.2.4　星载数据管理系统的体系结构204

12.3　卫星数据管理系统的接口213

12.3.1　遥测通道接口214

12.3.2　遥控通道接口217

12.3.3　串行数据总线接口218

12.4　星载数管系统部件及其冗余设计227

12.4.1　遥控单元（TCU）和遥控信道、直接指令通道的双机热备份方案228

12.4.2　中央单元（CTU）及其冗余方案229

12.4.3　远置单元（RTU）和测控通道级备份237

12.4.4　串行数据总线（SDB）及其冗余配置242

12.5　星载数据管理系统功能设计242

12.5.1　遥测和遥控243

12.5.2　时钟管理244

12.5.3　程序控制244

12.5.4　数据处理245

12.5.5　自主管理246

12.5.6　数管系统内务管理设计248

12.5.7　其他功能251

12.6　星载数据管理系统软件251

12.6.1　星载软件的成本和风险251

12.6.2　星载数据管理系统软件的基本特点254

12.6.3　星载数据管理系统软件结构和运行方案256

12.6.4　星载软件的开发和管理260

12.6.5　星载软件可靠性和在轨维护263

参考文献266

第十三章　典型的测控系统 梁杰　李曰能266

13.1　概述268

13.2　统一载波测控系统270

13.2.1　统一载波测控系统基本原理及特点271

13.2.2　统一载波测控系统的组成与工作原理271

13.2.3　统一载波测控系统工作过程275

13.2.4　统一载波测控系统主要技术参数277

13.3　S频段统一载波测控系统279

13.3.1　组成及功能279

13.3.2　工作过程280

13.3.3　设备和主要技术参数281

13.3.4　S频段统一载波扩频测控系统286

13.4　C频段统一载波测控系统291

13.4.1　系统组成291

13.4.2　星载C频段测控应答机工作过程297

13.4.3　C频段应答机主要技术指标和系统测量精度298

参考文献300

第十四章　卫星地面测控网 赵业福302

14.1　概述302

14.1.1　卫星地面测控网的任务303

14.1.2　卫星地面测控网基本组成307

14.1.3　星载无线电合作目标312

14.1.4　卫星测控系统工作原理及基本工作体制314

14.1.5　卫星地面测控网工作频段321

14.2　超短波近地卫星测控网322

14.3　C频段卫星测控网326

14.3.1　C频段卫星测控网的组成、特点326

14.3.2　C频段统一系统327

14.3.3　地球静止轨道卫星长期测控管理站329

14.4　S频段卫星测控网335

14.4.1　S频段卫星测控网的地位和作用335

14.4.2　组成和特点336

14.4.3　S频段统一系统337

14.5　世界主要卫星地面测控网概况342

14.5.1　C频段卫星测控网342

14.5.2　Ku频段卫星测控网345

14.5.3　S频段卫星／航天测控网346

14.6　卫星测控网的技术发展349

14.6.1　测控站由分散体制设备过渡到综合体制的统一系统350

14.6.2　测控网由本地控制模式转变为透明工作模式350

14.6.3　提高测控网互操作能力，适应国际联网测控需要351

14.6.4　发展适应小卫星、星座卫星特点的新型测控系统352

14.6.5　卫星测控网功能的演变353

14.6.6　发展天基测控网355

14.6.7　将测控网纳入开放互联国际空间数据网络之中355

参考文献357

第十五章　CCSDS空间数据系统 赵和平357

15.1　概述358

15.2　CCSDS空间数据系统体制360

15.2.1　空间数据系统构成360

15.2.2　空间数据系统的分层模型362

15.3　几个重要概念364

15.4　常规在轨系统373

15.4.1　分包遥测遥控的分层结构373

15.4.2　分包遥测的数据结构375

15.4.3　分包遥测的数据流程378

15.4.4　分包遥控的数据结构379

15.4.5　遥控操作过程383

15.5　高级在轨系统384

15.5.1　特点和组成384

15.5.2　业务和协议385

15.5.3　传输业务质量等级391

15.6　行星际空间的因特网391

15.7　CCSDS标准的应用393

15.8　CCSDS空间数据系统的发展趋势398

参考文献400

第十六章　天基测控 张纪生　吴学英400

16.1　概述402

16.2　跟踪与数据中继卫星系统403

16.2.1　数据中继卫星系统的基本组成［1］、［2］404

16.2.2　数据中继卫星系统的工作原理409

16.2.3　数据中继卫星系统的主要功能411

16.2.4　数据中继卫星系统的一些关键技术417

16.2.5　中国数据中继卫星系统421

16.3　全球导航卫星系统422

16.3.1　GPS的组成423

16.3.2　GPS的工作原理427

16.3.3　GPS的航天测控应用435

16.3.4 中国第一代导航卫星系统的航天测控应用447

参考文献448