衛(wèi)星工程概論上

1、衛(wèi)星工程概論（上）李建輝2018/08/29目目錄錄第一章第一章 概論概論第二章第二章地球空間環(huán)境特征及其對(duì)航天地球空間環(huán)境特征及其對(duì)航天器影響器影響第三章第三章 衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)第四章第四章衛(wèi)星軌道衛(wèi)星軌道第五章第五章衛(wèi)星有效載荷衛(wèi)星有效載荷第六章第六章 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)第七章第七章衛(wèi)星熱控制衛(wèi)星熱控制第八章第八章衛(wèi)星姿態(tài)控制與軌道控制衛(wèi)星姿態(tài)控制與軌道控制第一章概論第一章概論1.1 航天與衛(wèi)星工程航天與衛(wèi)星工程1.2 人造衛(wèi)星的分類和應(yīng)用人造衛(wèi)星的分類和應(yīng)用1.3 衛(wèi)星系統(tǒng)的組成衛(wèi)星系統(tǒng)的組成1.4 衛(wèi)星和衛(wèi)星工程特點(diǎn)衛(wèi)星和衛(wèi)星工程特點(diǎn)1.5 世界人造衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)世界

2、人造衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)1.6 中國(guó)衛(wèi)星工程的成就和展望中國(guó)衛(wèi)星工程的成就和展望1.1 航天與衛(wèi)星工程1.11 航天與航空系統(tǒng)航天與航空系統(tǒng)航天航天航天活動(dòng)航天活動(dòng)空間資源空間資源三大資源：信息、材料、能源三大資源：信息、材料、能源空間科學(xué)空間科學(xué)三大領(lǐng)域互相聯(lián)系三大領(lǐng)域互相聯(lián)系航天技術(shù)航天技術(shù)空間應(yīng)用空間應(yīng)用航天系統(tǒng)航天系統(tǒng)航天器航天器執(zhí)行任務(wù)的飛行器，空間飛行器執(zhí)行任務(wù)的飛行器，空間飛行器航天運(yùn)輸系統(tǒng)航天運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)載器、運(yùn)輸器、軌道機(jī)動(dòng)飛行器和軌道轉(zhuǎn)移飛行運(yùn)載器、運(yùn)輸器、軌道機(jī)動(dòng)飛行器和軌道轉(zhuǎn)移飛行器器航天發(fā)射場(chǎng)航天發(fā)射場(chǎng)航天測(cè)控網(wǎng)航天測(cè)控網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)用戶系統(tǒng)用戶系統(tǒng)航天航天系統(tǒng)系統(tǒng)分類分

3、類是否載人是否載人無(wú)人及載人航天系統(tǒng)無(wú)人及載人航天系統(tǒng)用途用途民用及軍用民用及軍用航天器種類航天器種類衛(wèi)星工程系統(tǒng)衛(wèi)星工程系統(tǒng)通信衛(wèi)星工程、氣象衛(wèi)星工程、通信衛(wèi)星工程、氣象衛(wèi)星工程、導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)、偵查衛(wèi)星航天系導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)、偵查衛(wèi)星航天系統(tǒng)統(tǒng)載人飛船工程載人飛船工程月球衛(wèi)星月球衛(wèi)星1.1 航天與衛(wèi)星工程衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星技術(shù)衛(wèi)星技術(shù)利用衛(wèi)星技術(shù)可在眾多領(lǐng)域應(yīng)用利用衛(wèi)星技術(shù)可在眾多領(lǐng)域應(yīng)用衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊衛(wèi)星遙感衛(wèi)星遙感衛(wèi)星氣象、衛(wèi)星海洋、衛(wèi)星衛(wèi)星氣象、衛(wèi)星海洋、衛(wèi)星資源和衛(wèi)星偵查資源和衛(wèi)星偵查衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星空間應(yīng)用衛(wèi)星空間應(yīng)用物理觀測(cè)、空間天文（觀物理觀測(cè)、空間

4、天文（觀測(cè)）、（空間）微重力實(shí)驗(yàn)測(cè)）、（空間）微重力實(shí)驗(yàn)技術(shù)技術(shù)衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)系統(tǒng)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星地面衛(wèi)星測(cè)控站地面衛(wèi)星測(cè)控站衛(wèi)星通信地球站衛(wèi)星通信地球站陸地、海洋、空中陸地、海洋、空中衛(wèi)星衛(wèi)星氣象氣象觀測(cè)系統(tǒng)觀測(cè)系統(tǒng)氣象衛(wèi)星氣象衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)地面應(yīng)用系統(tǒng)指令和數(shù)接收站指令和數(shù)接收站資料處理中心資料處理中心運(yùn)行控制中心運(yùn)行控制中心地面通信系統(tǒng)地面通信系統(tǒng)中小規(guī)模應(yīng)用站中小規(guī)模應(yīng)用站數(shù)據(jù)收集平臺(tái)數(shù)據(jù)收集平臺(tái)衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)地面臺(tái)站地面臺(tái)站用戶定位設(shè)備用戶定位設(shè)備1.2 人造衛(wèi)星的分類和應(yīng)用科學(xué)衛(wèi)星科學(xué)衛(wèi)星空間物理探測(cè)衛(wèi)星空間物理探測(cè)衛(wèi)星空間物理

5、現(xiàn)象及過(guò)程進(jìn)行探測(cè)空間物理現(xiàn)象及過(guò)程進(jìn)行探測(cè)天文衛(wèi)星天文衛(wèi)星宇宙天體和其他空間物質(zhì)宇宙天體和其他空間物質(zhì)微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星單顆覆蓋全球單顆覆蓋全球40%民用衛(wèi)星民用衛(wèi)星軍用衛(wèi)星軍用衛(wèi)星氣象衛(wèi)星氣象衛(wèi)星極軌氣象衛(wèi)星（也稱太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星）極軌氣象衛(wèi)星（也稱太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星）地球靜止軌道氣象衛(wèi)星地球靜止軌道氣象衛(wèi)星地球資源衛(wèi)星地球資源衛(wèi)星利用星載遙感技術(shù)獲取地物目標(biāo)輻射和發(fā)射的多利用星載遙感技術(shù)獲取地物目標(biāo)輻射和發(fā)射的多種波段信息種波段信息海洋衛(wèi)星海洋衛(wèi)星利用紅外和微波遙感器利用紅外和微波遙感器導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星偵察衛(wèi)星偵察衛(wèi)星照相偵查衛(wèi)星照相偵查衛(wèi)

6、星電子偵查衛(wèi)星電子偵查衛(wèi)星海洋監(jiān)視衛(wèi)星海洋監(jiān)視衛(wèi)星導(dǎo)彈預(yù)警導(dǎo)彈預(yù)警小型衛(wèi)星小型衛(wèi)星衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星星用于空間技術(shù)和空間應(yīng)用技術(shù)的原理性試驗(yàn)用于空間技術(shù)和空間應(yīng)用技術(shù)的原理性試驗(yàn)1.3 衛(wèi)星的系統(tǒng)組成有效載荷有效載荷衛(wèi)星平臺(tái)衛(wèi)星平臺(tái)科學(xué)探測(cè)和實(shí)驗(yàn)類有效載荷信息獲取類有效載核信息傳輸類有效載核信息基準(zhǔn)類有效載荷機(jī)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)熱控制分系統(tǒng)電源分系統(tǒng)姿態(tài)與軌道控制分系統(tǒng)推進(jìn)分系統(tǒng)測(cè)控分系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)總體電路分系統(tǒng)返回分系統(tǒng)1.4 衛(wèi)星和衛(wèi)星工程特點(diǎn)衛(wèi)星主要特衛(wèi)星主要特點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)方式環(huán)境條件環(huán)境條件長(zhǎng)壽命可靠長(zhǎng)壽命可靠自動(dòng)化程度自動(dòng)化程度衛(wèi)星工程主衛(wèi)星工程主要特點(diǎn)要特點(diǎn)

7、設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)多學(xué)科，多技術(shù)，多學(xué)科，多技術(shù)，考慮因數(shù)較多考慮因數(shù)較多試驗(yàn)特點(diǎn)試驗(yàn)特點(diǎn)主要為環(huán)境模擬主要為環(huán)境模擬制造特點(diǎn)制造特點(diǎn)制作難度高制作難度高管理特點(diǎn)管理特點(diǎn)1.5 世界人造衛(wèi)星發(fā)展趨勢(shì)通信衛(wèi)星高信息傳輸比、提高覆蓋氣象衛(wèi)星新的遙感技術(shù)地球資源發(fā)展融合技術(shù)、高分辨率海洋衛(wèi)星海洋水色、地形和動(dòng)力導(dǎo)航衛(wèi)星改善已有衛(wèi)星，形成導(dǎo)航網(wǎng)偵查衛(wèi)星改善遙感技術(shù)、提高自防能力小型衛(wèi)星性能好結(jié)構(gòu)優(yōu)秀的星座網(wǎng)第二章第二章 地球空間環(huán)境特征及其對(duì)航天器影響地球空間環(huán)境特征及其對(duì)航天器影響2.1 概述概述2.2 航天器主要軌道上的環(huán)境特征航天器主要軌道上的環(huán)境特征2.3 空間環(huán)境對(duì)航天器的影響空間環(huán)境對(duì)航天器

8、的影響2.4 航天器研制對(duì)空間環(huán)境的需求航天器研制對(duì)空間環(huán)境的需求2.5 空間環(huán)境預(yù)報(bào)與監(jiān)測(cè)空間環(huán)境預(yù)報(bào)與監(jiān)測(cè)2.1 概述三個(gè)階段研創(chuàng)初期、全面普查、收集資料編制部分靜態(tài)模式：太陽(yáng)電磁輻射、流星體、地球磁場(chǎng)、地球大氣、地球輻射帶等研究航天器與可能因數(shù)的相互作用，并制定航天飛機(jī)和空間站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2.2 航天器主要軌道上的環(huán)境特征四種軌道：低軌道100-1000km中軌道1000-10000km地球同步36000km行星際飛行軌道中性氣體中性氣體磁場(chǎng)磁場(chǎng)等離子體和低能帶電粒子等離子體和低能帶電粒子高能帶電粒子高能帶電粒子電磁輻射電磁輻射流星體和空間碎片流星體和空間碎片對(duì)軌道的影響對(duì)軌道的影響高層大氣

9、、電離氣體、太陽(yáng)輻射、日月攝動(dòng)、地球非球形對(duì)姿態(tài)的影響對(duì)姿態(tài)的影響地球磁場(chǎng)、高層大氣阻力矩負(fù)三次方影響對(duì)材料表面的影響對(duì)材料表面的影響機(jī)構(gòu)和化學(xué)損傷高能帶電粒子高能帶電粒子損傷航天器電子元器件充電效應(yīng)充電效應(yīng)等離子電子充電光電子離去帶正電對(duì)溫度的影響對(duì)溫度的影響太陽(yáng)能電磁輻射、大氣層反射、空間背景輻射單粒子事件單粒子事件高能粒子穿越半導(dǎo)體造成電離，導(dǎo)致邏輯錯(cuò)誤2.3 空間環(huán)境對(duì)航天器的影響2.4 航天器研制對(duì)空間環(huán)境的需求1、可行性階段對(duì)總體方案選擇和決策2、方案設(shè)計(jì)階段空間環(huán)境因數(shù)是航天器設(shè)計(jì)的重要因數(shù)3、生產(chǎn)階段選擇合適元器件4、發(fā)射階段選擇空間環(huán)境穩(wěn)定期5、運(yùn)行階段監(jiān)視空間環(huán)境變化6、發(fā)

10、生異常及故障階段及時(shí)收集分析環(huán)境數(shù)據(jù)以判定或排除2.5 空間環(huán)境預(yù)報(bào)與監(jiān)測(cè)空間環(huán)境的空間環(huán)境的變化規(guī)律變化規(guī)律11年變化年變化太陽(yáng)黑子數(shù)規(guī)律性變化太陽(yáng)黑子數(shù)規(guī)律性變化27天變化天變化太陽(yáng)自轉(zhuǎn)引起太陽(yáng)自轉(zhuǎn)引起突發(fā)性突發(fā)性太陽(yáng)表面耀斑、日冕物質(zhì)拋射等太陽(yáng)表面耀斑、日冕物質(zhì)拋射等太陽(yáng)擾動(dòng)向太陽(yáng)擾動(dòng)向地球空間環(huán)地球空間環(huán)境擾動(dòng)境擾動(dòng)太陽(yáng)總電磁輻射強(qiáng)度太陽(yáng)總電磁輻射強(qiáng)度等離子體等離子體高能帶電粒子高能帶電粒子空間環(huán)境檢空間環(huán)境檢測(cè)測(cè)連續(xù)性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性連續(xù)性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性空間環(huán)境預(yù)空間環(huán)境預(yù)報(bào)報(bào)以經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)關(guān)系為基礎(chǔ)以經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)關(guān)系為基礎(chǔ)以擾動(dòng)發(fā)生和傳播為基礎(chǔ)以擾動(dòng)發(fā)生和傳播為基礎(chǔ)第三章 衛(wèi)星總體設(shè)

11、計(jì)3.1 概述3.2 任務(wù)分析3.3 衛(wèi)星可行性總體方案論證3.4 衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)方案3.5 總體詳細(xì)設(shè)計(jì)3.6 總體設(shè)計(jì)展望3.1 概述 理論基礎(chǔ) 衛(wèi)星系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是衛(wèi)星系統(tǒng)研制的頂層設(shè)計(jì)。衛(wèi)星設(shè)計(jì)與系統(tǒng)工程觀念了解系統(tǒng)學(xué)六個(gè)基本特征系統(tǒng)與工程結(jié)合形成系統(tǒng)工程概念系統(tǒng)工程方法3.1 概述系統(tǒng)工程概念三個(gè)系統(tǒng)的觀念目的、環(huán)境和過(guò)程兩個(gè)過(guò)程運(yùn)用自然規(guī)律、控制過(guò)程分析和綜合觀念行動(dòng)程序觀念價(jià)值和時(shí)間觀念創(chuàng)造思維觀念試驗(yàn)驗(yàn)證反饋協(xié)調(diào)整體最優(yōu)系統(tǒng)工程方法建立于系統(tǒng)工程觀念、解決問(wèn)題的辯證程序。3.1 概述總體設(shè)計(jì)基本總體設(shè)計(jì)基本任務(wù)任務(wù)按客戶要求轉(zhuǎn)化為性能參數(shù)，并分解到各分系統(tǒng)中，最終完按客戶要求轉(zhuǎn)化為

12、性能參數(shù)，并分解到各分系統(tǒng)中，最終完成總體詳細(xì)設(shè)計(jì)成總體詳細(xì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)滿足客戶需求，具有整體性、層次性、創(chuàng)新性、繼承性遠(yuǎn)側(cè)，因此也具有階段性，當(dāng)然效益性原則需要考慮。衛(wèi)星設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和要求1）空間環(huán)境適應(yīng)2）各系統(tǒng)的互相約束3）高可靠和高安全4）高度自主控制功能5）制定研制技術(shù)流程6）滿足公用平臺(tái)設(shè)計(jì)要求3.2 任務(wù)分析用戶任務(wù)用戶任務(wù)任務(wù)任務(wù)要求要求及初步分及初步分析析衛(wèi)星軌道類型和選擇衛(wèi)星軌道類型和選擇衛(wèi)星研制衛(wèi)星研制技術(shù)流程技術(shù)流程 初步制定初步制定約束條件確定約束條件確定提出總體方案設(shè)想提出總體方案設(shè)想關(guān)鍵技術(shù)分析關(guān)鍵技術(shù)分析3.3 衛(wèi)星可行性總體方案論證方案分析和綜合分系統(tǒng)組成、

13、論證實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星技術(shù)的途徑、衛(wèi)星構(gòu)型初步設(shè)計(jì)衛(wèi)星與衛(wèi)星工程接口不同分系統(tǒng)與大系統(tǒng)接口協(xié)調(diào)衛(wèi)星總體性能指標(biāo)分析明確指標(biāo)內(nèi)容及分析方法論方案優(yōu)選滿足條件下選擇合理方案總體優(yōu)化設(shè)計(jì)按照優(yōu)化原則作為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告和技術(shù)要求可行性報(bào)告分系統(tǒng)技術(shù)要求環(huán)境模擬試驗(yàn)要求3.4 衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)總體性能指標(biāo)預(yù)算總體性能指標(biāo)預(yù)算衛(wèi)星構(gòu)型衛(wèi)星構(gòu)型質(zhì)量特征質(zhì)量特征動(dòng)力學(xué)分析動(dòng)力學(xué)分析方案方案評(píng)估及對(duì)評(píng)估及對(duì)分系統(tǒng)要求分系統(tǒng)要求3.5 總體詳細(xì)設(shè)計(jì)1、總裝設(shè)計(jì)2、總體電路設(shè)計(jì)3、衛(wèi)星整體綜合測(cè)試4、衛(wèi)星整體環(huán)境模擬試驗(yàn)方案的制定3.6 總體設(shè)計(jì)展望 隨著衛(wèi)星就計(jì)算技術(shù)發(fā)展，衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)技術(shù)也得到很大的進(jìn)步，目前應(yīng)

14、用衛(wèi)星箱大型復(fù)雜多能化和微小型一體化兩個(gè)方向發(fā)展。 這需要我們?cè)趧?chuàng)新思路、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)手段提出更高要求，例如：分倉(cāng)設(shè)計(jì)、一星多用。采用新型分析技術(shù)等。第四章第四章 衛(wèi)星軌道衛(wèi)星軌道4.1 概述概述4.2 衛(wèi)星軌道力學(xué)衛(wèi)星軌道力學(xué)4.3 軌道設(shè)計(jì)軌道設(shè)計(jì)4.4 幾種常用軌道幾種常用軌道4.5 軌道確定軌道確定4.1 概述 軌道力學(xué)是衛(wèi)星應(yīng)用及設(shè)計(jì)的基本要求，是研究航天器質(zhì)心運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，其主要任務(wù)是精確解算任意時(shí)刻衛(wèi)星質(zhì)量位置和速度。 衛(wèi)星軌道的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)衛(wèi)星狀態(tài)的了解，導(dǎo)航應(yīng)用等具有極大意義，且能更好的研究空間大氣，引力磁場(chǎng)等。 然而需要注意的是，衛(wèi)星與經(jīng)典力學(xué)中自然天體研究有較大不同，需

15、要更多的人為精確控制衛(wèi)星運(yùn)行也使得對(duì)軌道力學(xué)進(jìn)行更基礎(chǔ)更深的理解。4.2 衛(wèi)星軌道力學(xué)坐標(biāo)系二體問(wèn)題一些重要近視解常數(shù)變易法和攝動(dòng)方程衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方程4.2 衛(wèi)星軌道力學(xué)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方程地球非球形攝動(dòng)加速度大氣阻力太陽(yáng)引力攝動(dòng)加速度運(yùn)球引力攝動(dòng)太陽(yáng)光壓輻射4.3 軌道設(shè)計(jì)共同性問(wèn)題軌道參數(shù)選擇軌道參數(shù)選擇衛(wèi)星食衛(wèi)星食星下點(diǎn)軌跡星下點(diǎn)軌跡太陽(yáng)高度角計(jì)算太陽(yáng)高度角計(jì)算發(fā)射窗口發(fā)射窗口衛(wèi)星軌道壽命衛(wèi)星軌道壽命近地衛(wèi)星的軌道控制近地衛(wèi)星的軌道控制變軌策略變軌策略4.4 幾種常用軌道常用軌道太陽(yáng)同步軌道回歸軌道凍結(jié)軌道地球靜止軌道4.5 軌道確定l初軌確定概況利用少量測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算軌道根數(shù)，必須具備三個(gè)地理位置時(shí)

16、間點(diǎn)l利用卡爾曼濾波的軌道改進(jìn)方法用大量觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化軌道，最常用的為最小二乘法和卡爾曼濾波方法4.5 軌道確定第五章 衛(wèi)星有效載荷5.1 概述5.2 通信微信有效載荷5.3 地球衛(wèi)星有效載荷5.4 氣象衛(wèi)星有效載荷5.5 海洋衛(wèi)星有效載荷5.6 導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷5.7 偵查微信有效載荷5.8 科學(xué)衛(wèi)星有效載荷5.1 概述衛(wèi)星有效載荷的分類A有效載荷設(shè)計(jì)的一般原則B有效載荷設(shè)計(jì)的一般技術(shù)要求C 衛(wèi)星有效載荷是指實(shí)行衛(wèi)星在軌任特定任務(wù)的儀器、設(shè)備和分系統(tǒng)1、科學(xué)探測(cè)和實(shí)驗(yàn)2、信息獲取3、信息傳輸4、信息基準(zhǔn)1、理解用戶需求2、研究限制條件3、合理分配技術(shù)指標(biāo)4、優(yōu)化設(shè)計(jì)5.1 概述一般技術(shù)要求1

17、、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性2、質(zhì)量、體積、功耗與可靠性3、與衛(wèi)星平臺(tái)之間的特定關(guān)系4、滿足與應(yīng)用系統(tǒng)的特定關(guān)系5.2 通信衛(wèi)星有效載荷基本組成與工作原理天線系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)性能參數(shù)和主要考慮與通信有關(guān)及通信質(zhì)量有關(guān)的參數(shù)在規(guī)定的頻段、帶寬、服務(wù)區(qū)覆蓋要求下對(duì)指標(biāo)進(jìn)行合理的分配5.2 通信衛(wèi)星有效載荷 東方紅五號(hào)平臺(tái)衛(wèi)星通，信量達(dá)數(shù)百Gbps，中國(guó)通信衛(wèi)星由此邁入“高通量時(shí)代”，切具有“高承載、大功率、高散熱、長(zhǎng)壽命、可擴(kuò)展、多適應(yīng)”等特點(diǎn)，性能大幅度提高。5.3 地球資源衛(wèi)星有效載荷用于地球資源探測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)的遙感衛(wèi)星5.3 地球資源衛(wèi)星有效載荷光學(xué)成像遙感器多光譜類遙感器高空間分辨率遙感器成像光譜儀有源

18、微波遙感器合成孔徑雷達(dá)（SAR）數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備5.4 氣象衛(wèi)星有效載核遙感器名稱遙感器名稱主要探測(cè)對(duì)象主要探測(cè)對(duì)象衛(wèi)星類型衛(wèi)星類型可見(jiàn)光及紅外掃描輻射計(jì)云及地表景象，目標(biāo)反射率和溫度極軌，靜止大氣紅外垂直有探測(cè)儀大氣溫度計(jì)水汽垂直分布極軌，靜止太陽(yáng)紫外后向散射儀臭氧垂直分布及總量極軌微波輻射計(jì)大氣溫度計(jì)水汽垂直分布極軌微波成像儀水汽含量及降水、海綿風(fēng)速極軌5.4 氣象衛(wèi)星有效載核掃描輻射成像儀掃描輻射成像儀大氣探測(cè)儀大氣探測(cè)儀5.5 海洋衛(wèi)星有效載荷 海洋衛(wèi)星可探測(cè)內(nèi)容較多，如水色要素、葉綠素、懸浮海洋衛(wèi)星可探測(cè)內(nèi)容較多，如水色要素、葉綠素、懸浮物、海平面拓?fù)?、探測(cè)海洋動(dòng)力環(huán)境等。物、海平面拓?fù)?/p>

19、、探測(cè)海洋動(dòng)力環(huán)境等。光學(xué)遙感器海洋水色掃描儀CCD成像儀微波遙感器雷達(dá)高度計(jì)微波散射計(jì)5.6 導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷低軌測(cè)速衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)地球同步衛(wèi)星測(cè)定系統(tǒng)5.7 偵查衛(wèi)星有效載荷成像偵查衛(wèi)星成像偵查衛(wèi)星電子偵查衛(wèi)星電子偵查衛(wèi)星導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星海洋監(jiān)視衛(wèi)星海洋監(jiān)視衛(wèi)星直接觀察方式，提高分辨為主要方向，順帶傳輸器通過(guò)通信情報(bào)及電子情報(bào)。運(yùn)用星載紅外對(duì)各種導(dǎo)彈發(fā)射提前探測(cè)通過(guò)微信遙感對(duì)海面船艦和水下潛艇進(jìn)行跟蹤、監(jiān)視5.8 科學(xué)衛(wèi)星有效載荷科學(xué)探測(cè)有效載荷空間帶電粒子探測(cè)器空間輻射效應(yīng)探測(cè)器太陽(yáng)輻射探測(cè)器科學(xué)實(shí)驗(yàn)有效載荷空間材料實(shí)驗(yàn)搭載實(shí)驗(yàn)設(shè)備空間生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)搭載生物倉(cāng) 第六第六章

20、章 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)6.1 概述概述6.2 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的材料衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的材料6.3 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析6.4 衛(wèi)星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析衛(wèi)星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析6.5 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證6.1 概述機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)主結(jié)構(gòu)主結(jié)構(gòu)次結(jié)構(gòu)次結(jié)構(gòu)衛(wèi)星機(jī)構(gòu)衛(wèi)星機(jī)構(gòu)鏈接分離鏈接分離壓緊釋放壓緊釋放展開(kāi)展開(kāi)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)6.2 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)材料 對(duì)對(duì)材材料料的的要要求求金屬材金屬材料料鎂合金、鎂合金、鎂合金、鎂合金、鈦合金鈦合金金屬材料金屬材料與復(fù)合材與復(fù)合材料的比較料的比較材料的應(yīng)材料的應(yīng)用和發(fā)展用和發(fā)展復(fù)合材復(fù)合材料料纖維材料、纖

21、維材料、基體材料基體材料6.3 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)原則載荷確定結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)6.4 衛(wèi)星機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 設(shè)計(jì)原則機(jī)構(gòu)分析設(shè)計(jì)要求6.5 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)驗(yàn)驗(yàn)證證研制研制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)靜載靜載加載實(shí)驗(yàn)加載實(shí)驗(yàn)正弦正弦壓力壓力鑒定實(shí)驗(yàn)鑒定實(shí)驗(yàn) 噪聲噪聲環(huán)境實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)隨即振動(dòng)隨即振動(dòng)驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收實(shí)驗(yàn) 火工品沖擊火工品沖擊熱真空和熱循環(huán)熱真空和熱循環(huán)分析證實(shí)實(shí)驗(yàn)分析證實(shí)實(shí)驗(yàn)熱結(jié)構(gòu)熱結(jié)構(gòu)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)驗(yàn)驗(yàn)證證功能試驗(yàn)功能試驗(yàn)空間環(huán)境空間環(huán)境第七章第七章 衛(wèi)星熱控制衛(wèi)星熱控制7.1 概述概述7.2 衛(wèi)星熱設(shè)計(jì)衛(wèi)星熱設(shè)計(jì)7.3 衛(wèi)星熱控制技術(shù)衛(wèi)星熱控制技術(shù)7.4 衛(wèi)星熱試驗(yàn)衛(wèi)星熱

22、試驗(yàn)7.5 展望展望7.1 概述 熱控制就是通過(guò)對(duì)衛(wèi)星內(nèi)外的熱交換過(guò)程的控制，熱控制就是通過(guò)對(duì)衛(wèi)星內(nèi)外的熱交換過(guò)程的控制，保證衛(wèi)星各部位及載荷正常工作的溫度保證衛(wèi)星各部位及載荷正常工作的溫度。地面段上升段軌道段返回段四個(gè)階段3個(gè)基本空間環(huán)境真空和低溫地球大氣環(huán)境太陽(yáng)輻射7.2 衛(wèi)星熱設(shè)計(jì)1、衛(wèi)星熱設(shè)計(jì)的任務(wù)和原則熱設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)飛行任務(wù)選擇合理方案設(shè)備溫度熱設(shè)計(jì)原則便于分析計(jì)算熱措施在工藝上可控?zé)峥刂葡到y(tǒng)的質(zhì)量不超過(guò)3%-5%2、熱控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)熱設(shè)計(jì)基本條件設(shè)計(jì)工況選擇熱控措施3、熱分析計(jì)算熱計(jì)算與方案設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，包括軌道計(jì)算、外流熱計(jì)算和溫度計(jì)算4、再入衛(wèi)星的防熱7.2 衛(wèi)星熱設(shè)計(jì) 再

23、入軌道再入軌道彈道式彈道式飛翔式飛翔式起伏式起伏式防熱方法防熱方法吸熱式吸熱式輻射防熱輻射防熱燒蝕防熱燒蝕防熱7.3 衛(wèi)星熱控技術(shù)被動(dòng)熱控被動(dòng)熱控制技術(shù)制技術(shù)主動(dòng)熱控主動(dòng)熱控制技術(shù)制技術(shù)衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星應(yīng)用制冷技術(shù)制冷技術(shù)熱控涂層吸收與發(fā)射多層隔熱材料保持合適溫度熱管毛細(xì)結(jié)構(gòu)抽力相變熱控材料潛熱高，固-液可逆輻射式主動(dòng)熱控控制輻射熱阻傳導(dǎo)式主動(dòng)熱控控制傳導(dǎo)通路熱阻對(duì)流式主動(dòng)熱控機(jī)械驅(qū)動(dòng)液體對(duì)流輻射制冷輻射制冷器低溫液體閉式循環(huán)固態(tài)劑制冷開(kāi)式循環(huán)消耗工質(zhì)7.4 衛(wèi)星熱試驗(yàn)地面地面模擬模擬空間空間熱環(huán)熱環(huán)境境熱平衡試驗(yàn)1、試驗(yàn)衛(wèi)星模型2、試驗(yàn)工況確定3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及其參數(shù)啟動(dòng)加熱試驗(yàn)利用液氮和紅外熱流可模擬加熱制冷過(guò)程地面調(diào)溫試驗(yàn)熱縮比試驗(yàn)比例模型2:14:1，結(jié)果相差357.5 展望1.熱設(shè)計(jì)理念2.熱控制技術(shù)3.熱分析技術(shù)4.研究新的熱試驗(yàn)驗(yàn)證方法 衛(wèi)星除了提高使用水平外，必將向大型的，長(zhǎng)壽命的乃至深空探測(cè)方向發(fā)展，同時(shí)也會(huì)向微型、集成度高的方向發(fā)展，這給衛(wèi)星熱控技術(shù)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)第八章第八章 衛(wèi)星姿態(tài)控制與軌道控制衛(wèi)星姿態(tài)控制與軌道控制8.1 概述概述8.2 衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)8.3 姿態(tài)確定姿態(tài)確定8.4 姿態(tài)控制姿態(tài)