深空測控通信系統(tǒng)

前言

進入21世紀以來，隨著美國“機遇”號、“勇氣”號火星探測器成功登陸火星，“卡西尼”號探測器飛抵土星并成功釋放“惠更斯”號探測器著陸土衛(wèi)六，深空探測越來越成為全球關注的焦點。美國宣布在2015年前后將宇航員重新送上月球，并建立永久性基地；在2030年之后，美國宇航員將赴遙遠的火星探險。俄羅斯、歐洲.、日本等也有各自的深空探測計劃?？傊?，深空探測正在成為國際航天活動的新熱點。我國于2000年發(fā)布的《中國的航天》白皮書指出，深空探測是指對太陽系內除地球以外的行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星等的探測，以及太陽系以外的銀河系乃至整個宇宙的探測。它是繼衛(wèi)星應用、載人航天之后的又一航天技術發(fā)展領域。我國“嫦娥”一號繞月探測衛(wèi)星的成功發(fā)射和運行，標志著我國已經邁出了深空探測的第一步。隨著我國經濟和科技實力的不斷增強，進一步開展深空探測，展開對火星、小行星和其他太陽系內行星的探測將是我國未來深空探測的目標。測控通信系統(tǒng)是深空探測系統(tǒng)的重要組成部分。它的功能、性能、規(guī)模、技術的先進性與可靠性將直接影響深空探測任務完成的質量和探測任務的成敗，關系宇航員的生存和生命安全。因此，它在深空探測任務中充當著重要角色和發(fā)揮著關鍵作用。在借鑒以往地球衛(wèi)星、載人航天和繞月探測測控通信技術經驗的基礎上，著眼深空探測距離遠、信號弱、時延大、導航要求高等特點，探索和研究適宜于深空探測的測控通信與導航技術將是我國航天測控領域一個重要工作方向。本書是我國深空測控通信領域近期內容較新的一部專著，作者長期從事測控通信總體工作，具有豐富的工程經驗。作者站在總體設計的高度，用統(tǒng)觀全局的眼光，從普及和專業(yè)兩個層面出發(fā)，由淺入深，由表及里，全面、系統(tǒng)地介紹了深空的定義、深空探測的類型、深空測控通信系統(tǒng)的組成、深空探測的時間和坐標系統(tǒng)、深空控測的軌道動力學、深空網與深空任務操作等。

內容概要

本書簡要地回顧了近半個世紀以來人類進行月球和深空探測活動的歷程，以我國“嫦娥”一號繞月探測衛(wèi)星的成功發(fā)射和當前世界新一輪月球和深空探測活動為背景，介紹了深空探測中測控通信系統(tǒng)的地位、作用和有關技術。    本書從深空測控通信系統(tǒng)的地位、作用和特點出發(fā)，系統(tǒng)地介紹了深空測控通信系統(tǒng)的組成，深空探測的時間和坐標系統(tǒng)；深空探測的軌道動力學。詳細論述了深空無線電測量技術，其中包括高精度測距測速技術、AVLBI深空導航測量技術、同波束干涉測量技術、連線干涉儀、星間測量技術。分析了深空通信技術和深空網，重點介紹了調制技術、編碼技術、數(shù)據(jù)壓縮，以及深空網的基本概念、布局、頻段、站址選擇、地面深空測控設備和對我國深空網的建議。簡要地介紹了深空任務操作的基本概念、深空任務導航、深空探測器的遙操作、深空任務的交互支持概念與CCSDS建議、SLE、交互支持的應用。最后以發(fā)展的眼光，展望了當今深空測控通信領域的熱門技術，如天線組陣技術、光通信技術、行星際網絡和行星無線電科學探測技術等。    本書可以作為深空測控通信工程技術人員和科技管理人員的教材，也可以供深空探測領域其他相關專業(yè)技術人員參考。

書籍目錄

第1章 概論　1.1 深空探測　　1.1.1 深空探測的含義　　1.1.2 深空探測的歷程　　1.1.3 深空探測活動的構成　1.2 深空測控通信系統(tǒng)的地位、作用和特點　　1.2.1 深空測控通信系統(tǒng)的地位、作用　　1.2.2 深空測控通信系統(tǒng)的特點　1.3 深空測控通信系統(tǒng)的組成　　1.3.1 深空測控站　　1.3.2 信號與數(shù)據(jù)處理中心　　1.3.3 任務操作控制中心　　1.3.4 地面通信網絡第2章 深空探測時間與坐標系統(tǒng)　2.1 深空測控時間系統(tǒng)　　2.1.1 常用時間系統(tǒng)　　2.1.2 典型時間系統(tǒng)問的轉換　2.2 深空探測坐標系統(tǒng)　　2.2.1 協(xié)議慣性參考系　　2.2.2 協(xié)議地球參考系　　2.2.3 參考架之間的轉換　2.3 行星和月球探測的坐標系統(tǒng)　　2.3.1 IAU行星固連坐標系的定義　　2.3.2 行星／月球固連坐標系到空固坐標系的轉換矩陣TB及其時間導數(shù)　　2.3.3 著陸航天器的空固位置、速度和加速度矢量　　2.3.4 IAU月固坐標系的定義　　2.3.5 月面坐標系第3章 深空探測的軌道動力學　3.1 太陽系行星的特征　　3.1.1 月球運行規(guī)律　　3.1.2 火星運行規(guī)律　　3.1.3 太陽系行星的引力范圍　3.2 太陽系行星探測軌道設計　　3.2.1 月球探測軌道　　3.2.2 火星探測軌道　　3.2.3 小行星探測軌道第4章 深空網　4.1 概述　4.2 深空網布局　4.3 深空網頻段　4.4 深空站站址　4.5 深空測控設備　　4.5.1 NASA的深空設備　　4.5.2 ESA的深空設備　　4.5.3 俄羅斯的深空設備　　4.5.4 日本的深空設備　　4.5.5 印度的深空設備　　4.5.6 目前深空設備的特點　4.6 對我國深空網的建議　　4.6.1 我國深空測控網布局建議　　4.6.2 深空站的設計建議第5章 深空探測器無線電測量技術　5.1 高精度測距測速　　5.1.1 測距　　5.1.2 測速　5.2 AVLBI深空導航技術……第6章 深空通信技術第7章 數(shù)據(jù)壓縮第8章 深空操作第9章 深空測控通信技術的發(fā)展趁勢附錄A JPL的行星/月球歷表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章  概論本章主要介紹深空探測的含義、歷程和探測活動的構成，在此基礎上結合作者的工程實踐和對深空探測的認識與思考，重點介紹測控系統(tǒng)的地位、作用、特點和組成等，為后續(xù)論述奠定基礎。1.1深空探測進入21世紀以來，隨著探測器成功登陸火星、土星，深空探測越來越成為全球關注的焦點。美國公布將在2015年前后將宇航員重新送上月球，并建立永久性基地；在2030年之后，美國宇航員將前往遙遠的火星探險。我國在2007年10月24日成功發(fā)射“嫦娥”一號月球探測衛(wèi)星，首次實現(xiàn)繞月探測，開啟了邁向深空探測的第一步。俄羅斯、歐洲等國家和組織也各有自己的探測計劃。隨著人類探索外太空活動的深入，深空探測正逐步成為航天活動的新熱點。1.1.1深空探測的含義在人類開展空間探測活動的近50年里，由于航天技術的快速發(fā)展，使人類探索宇宙的范圍正在不斷擴展——從相距只有數(shù)十萬千米的月球，直至數(shù)億千米的火星，甚至到太陽系外圍的冥王星等。人類對整個太陽系，已經展開了系統(tǒng)的探測，這些活動提高了人類對自身和宇宙的認識，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻。那么，在航天領域，近空與深空的劃分標準是什么？到底距離地球多遠才算是深空呢？通常，“深空”是指月球和月球以外的宇宙空間。然而，對于深空的定義，目前國際宇航界仍存在爭論。1988年以前，把地球到月球的平均距離作為劃分“近空”和“深空”的分界線。隨著大推力運載火箭的出現(xiàn)，人類可以發(fā)射更遠距離的大橢圓軌道探測器，大橢圓軌道最遠點遠遠超過了月球距離。根據(jù)這些變化，世界無線電大會（WARC）于1988年10月修改了深空分界線，把距離地球2×106km作為深空分界線標準，該規(guī)定自1990年3月16日生效。

編輯推薦

《深空測控通信系統(tǒng)》由國防工業(yè)出版社出版發(fā)行。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    深空測控通信系統(tǒng) PDF格式下載

---