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第1章 概论1

航天工程1

航天工程分类1

航天工程组成8

航天测控系统15

地位和作用15

系统组成16

思考题19

第2章 航天测控技术基础21

概述21

航天器轨道21

航天器轨道基础21

航天器轨道确定37

航天器轨道控制41

航天器姿态46

姿态动力学基础46

航天器姿态测量和确定49

航天器姿态控制53

航天器观测常用算法56

最大斜距、观测弧段及作用范围56

卫星非过顶情况下观测弧段长度的计算57

卫星轨道上两点之间的弧段长度58

观测站观测卫星的方位角和俯仰角计算方法59

静止卫星观测的计算60

天线方向图对地面观测的限制62

进出地平线的时间64

进出站初始仰角不为零时的计算公式66

无线电测控技术基础66

引导与捕获66

角度测量69

距离测量78

速度测量86

遥测91

遥控103

光学测量系统技术基础105

光学测量系统探测条件105

探测系统作用距离分析方法106

在轨航天器的光学观测112

通信系统技术基础112

信息与基带电信号的转换技术113

信源编码技术113

加密技术113

纠错编码技术113

数字基带传输技术113

调制解调技术114

发送（射）和接收技术114

复用技术114

同步技术115

网络技术115

思考题115

第3章 航天测控网117

概述117

测控网建设原则117

测控网功能118

测控网设计119

测控网布局119

测控网测控体制121

测控网常用频段121

中、低轨道航天器测控网123

同步轨道卫星测控网124

深空探测网126

地基测控网129

地面测控站129

航天测量船136

航天测控中心152

天基测控网154

数据中继卫星系统154

导航卫星系统163

时间统一系统185

时间统一系统的概念185

时间统一系统在航天测控系统中的作用185

时间统一系统的基本原理186

航天测控系统对时间统一系统的主要技术要求187

时间统一系统的组成188

时间统一系统的接口与测试195

发展趋势199

信息传输协议和规程200

协议分层模型200

HDLC协议200

TCP／IP协议208

思考题216

第4章 无线电测控系统218

概述218

无线电测控系统作用218

无线电测控系统组成219

无线电频段划分219

航天器载测控设备221

信标发射机221

脉冲应答机222

干涉仪应答机225

微波统一系统应答机231

航天器遥测设备233

航天器遥控设备239

地面测控设备245

引导仪245

脉冲测量雷达248

干涉仪系统256

遥测系统266

遥控系统274

微波统一系统281

思考题288

第5章 光学测量系统290

光学测量系统概述290

光学测量系统的地位和作用290

光学测量系统的分类和组成291

光学测量设备294

弹道测量类设备294

实况记录类设备321

物理特性参数测量类设备337

思考题343

第6章 通信系统344

概述344

通信与通信系统344

通信在航天测控中的任务344

航天测控对通信的要求345

通信设备与测控设备的接口345

航天测控通信系统的构成及特点351

信道352

卫通信道352

光纤信道362

天地超短波信道365

传输平台367

基于SDH的数字传输平台367

基于TCP／IP的传输平台371

通信业务系统373

指挥调度通信系统373

数据传输系统377

图像通信系统384

保密通信系统391

天地超短波通信系统398

通信系统方案的设计和实施400

需求分析400

方案设计401

方案实施401

思考题403

第7章 航天测控中心405

概述405

测控中心的地位与作用405

测控中心的技术特点407

系统构成411

测控网计算机系统结构411

测控中心的设备组成412

任务指控中心414

数据处理系统414

监控显示系统422

专用外部设备435

事后数据处理设备447

测控网网管中心448

网管中心的作用与要求448

网管中心的信息接口448

网管中心各部分的构成449

系统软件449

通用系统软件449

实时系统软件457

测控应用软件462

测控软件的作用与要求462

测控软件的组成463

软件工程化管理471

软件可行性论证472

软件需求分析472

软件设计473

软件测试474

软件验收、移交476

思考题477

第8章 航天测控系统总体设计478

概述478

测控总体设计的依据与原则478

测控总体设计的依据478

测控总体设计的原则479

测控总体设计的主要任务480

运载火箭和几种典型航天器的任务特点481

运载火箭481

近地轨道卫星482

地球同步卫星484

载人航天任务486

月球探测任务488

测控系统总体设计工作内容490

测控需求分析490

测量精度设计493

测控系统体制选择499

测控站布局506

实时信息传输509

测控保障系统设计511

可靠性设计512

运载火箭测控系统总体方案设计517

系统组成517

场区间信息交换525

方案评估525

卫星测控系统总体方案设计527

测控任务与要求527

发射入轨段测控方案设计531

运行段测控方案设计532

返回段测控方案设计537

故障对策538

小卫星测控特点及测控管理实施540

载人航天测控系统总体方案设计541

测控任务与要求541

上升段测控系统总体设计543

运行段测控系统总体设计547

返回段测控系统总体设计549

信息交换551

深空探测测控系统总体方案设计551

深空探测的测控体制551

深空站布局552

思考题566

第9章 航天测控新技术与发展568

深空探测新技术和发展趋势568

单向测速与再生测距技术569

下一代VLBI技术（FSR／VSR）569

CEI测量技术570

同波束干涉技术571

飞行器对飞行器的跟踪技术572

低温制冷超低噪声放大器574

研制更高稳定度的时间和频率标准574

GPS的应用574

天线组阵技术574

深空光通信技术575

火星网575

深空中继通信576

行星际网络577

航天测控网和技术的发展577

地基测控向天基测控发展577

毫米波和激光通信技术580

测控设备软件化581

极区站发挥更大作用582

高速数传技术582

空间电子对抗技术583

降低航天任务的测控费用585

标准化589

思考题591

附录 名词索引592

参考文献596