航天無線電測控原理與系統

前言

航天測控技術是航天技術的重要組成部分，航天測控系統是航天工程系統的重要分系統，實現對航天器的飛行軌道、姿態(tài)以及有效載荷的跟蹤測量與控制，保障航天器的正常運行。隨著航天技術的飛速發(fā)展，航天測控技術也在發(fā)生著巨大變化，各種新的、先進的測控技術和測控系統不斷涌現。為全面介紹航天測控技術的新發(fā)展，對原《現代航天測控原理》一書作了全面的調整、修改與充實，形成本書。將原書的第4、5章以及第7章角度測量的內容壓縮成航天外測系統一章，刪除了有關系統設計方面的內容。將遙測與遙控的內容分別擴展成兩章，詳細地介紹了遙測與遙控的基本理論與采用的新技術，增加了分包遙測與分包遙控等內容。中繼衛(wèi)星系統獨立成一章，詳細介紹了其原理、技術與系統。完善了全球定位系統的內容，重點突出了其在航天測控中應用的最新進展。增加了航天測控新技術一章，重點介紹了深空測控技術、小衛(wèi)星與多星測控技術、高級在軌系統等內容。

內容概要

本書系統講述航天無線電測控的原理、技術和系統，主要內容分三部分：航天測控的概念、原理，重點介紹航天無線電測控信號基本理論，信號調制與解調技術；統一載波測控系統，重點分析外測系統、遙測系統、遙控系統的結構、組成、工作原理；天基測控系統與測控新技術，重點分析中繼衛(wèi)星系統組成與工作原理，全球定位系統及其在航天測控中的應用。     本書可作為測控、雷達、導航、電子偵察等領域工程技術人員的參考書，也可以作為相關專業(yè)高年級本科生的教學用書。

書籍目錄

第1章　概論　1.1　引言　1.2　航天系統　1.3　航天測控系統　　1.3.1　測控系統分類　　1.3.2　航天測控系統的功能與組成　　1.3.3　航天測控網　1.4　航天測控技術的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢　　1.4.1　航天測控技術發(fā)展歷程　　1.4.2　航天測控技術發(fā)展趨勢　思考題第2章　航天測控基礎　2.1　近地空間環(huán)境　　2.1.1　大氣層結構　　2.1.2　電離層　　2.1.3　太陽電磁輻射　　2.1.4　帶電粒子輻射　2.2　航天器運行軌道　　2.2.1　常用天文術語　　2.2.2　導彈飛行彈道　　2.2.3　衛(wèi)星軌道  2.3　空間坐標系統與時間系統　　2.3.1　常用坐標系　　2.3.2　坐標系轉換　　2.3.3　時間系統　2.4　空間定位幾何　　2.4.1　空間位置參量的幾何意義　　2.4.2　常用定軌方法　思考題第3章　測控信號的調制與解調　3.1　引言　3.2　常用測控基帶信號　3.3　信號調制　　3.3.1　基帶信號對載波的調制　　3.3.2　N個正弦與M個方波副載波對載波的調角信號　　3.3.3　調角信號的帶寬　　3.3.4　數字信號對副載波的調制　3.4　鎖相接收機　　3.4.1　鎖相接收機中的載波跟蹤環(huán)　　3.4.2　信號調制對載波跟蹤環(huán)的影響　　3.4.3　鎖相接收機主要技術指標　3.5　信號的相干解調　　3.5.1　相干接收與相干解調的概念　　3.5.2　調相信號的相干解調　　3.5.3　調頻信號的相干解調　　3.5.4　數字信號對副載波調相信號的解調　附錄3.1　隨機脈沖序列的功率譜公式推導　附錄3.2　ASK信號的功率譜密度　附錄3.3　公式（3.95）推導　附錄3.4　關于cosθ（t）的計算　思考題第4章　航天外測系統　4.1　航天測速　　4.1.1　多普勒測速　　4.1.2　雙頻測速技術　4.2　測距原理　4.3　側音測距　　4.3.1　側音測距原理及測距精度　　4.3.2　準最優(yōu)距離估計器　4.4　偽碼測距　　4.4.1　偽碼的基本概念及其性質　　4.4.2　m序列　　4.4.3　復合偽隨機碼　　4.4.4　偽碼（PN）距離跟蹤接收機　4.5　角度測量　　4.5.1　圓錐掃描雷達測角原理　　4.5.2　單脈沖雷達測角原理　附錄4.1　特征多項式與序列周期的關系　思考題第5章　航天遙測系統　5.1　遙測系統概述　　5.1.1　遙測系統作用　……第6章　航天遙控系統第7章　統一載波測控系統第8章　跟蹤與數據中繼衛(wèi)星系統第9章　全球定位系統及其在航天測控中的應用第10章　測控新技術參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 概論1.1 引言人類的活動范圍經歷了從陸地到海洋，從海洋到大氣層，從大氣層到宇宙空間的逐漸拓展過程。自古以來，人類就沒有停止過探索宇宙空間的遐想和努力。在地球大氣層以外的宇宙空間內的飛行稱為航天，與之相應的飛行器稱為航天器。各類航天飛行器的設計、制造、發(fā)射和應用技術稱為航天技術。航天飛行的歷史從火箭技術開始?；鸺芍袊鴦趧尤嗣裨谒未l(fā)明，近代火箭技術發(fā)展于19世紀末20世紀初。俄國的齊奧爾科夫斯基、美國的戈達德和德國的奧伯特作為先驅者為現代航天事業(yè)的發(fā)展做出了奠基性工作。齊奧爾科夫斯基是現代航天事業(yè)的開拓者，他在1903年發(fā)表的論文《利用噴氣工具研究宇宙空間》論證了火箭用于星際航行的可能性；推導了火箭在無引力場和真空中飛行速度公式；提出了多級火箭的概念；指出液體燃料火箭是航天器最合適的工具。戈達德在1919年發(fā)表的著作《到達極大高度的方法》中闡述了火箭運動的基本數學原理，討論了用火箭把有效載荷送往月球的可能方法。他還于1926年3月研制并發(fā)射了世界上第一枚液體火箭，飛行高度12m，時間2．5s。奧伯特出生于羅馬尼亞，后入德國籍。奧伯特在1929年發(fā)表的著作《通向航天之路》一書，論述了火箭在宇宙空問工作的基本原理，提出了許多關于火箭結構和飛行的新觀點?，F代航天事業(yè)的開端是在第二次世界大戰(zhàn)末期，以德國于1942年10月3日發(fā)射成功V-2火箭為標志的。1957年10月4日前蘇聯發(fā)射成功第一顆人造地球衛(wèi)星，把人類帶進一個廣闊無垠的太空時代。1961年4月12日前蘇聯發(fā)射成功第一個載人航天器，宇航員尤阿?加加林繞地球飛行一圈后安全返回，首次實現了人類遨游太空的夢想。1969年7月20日美國阿波羅載人飛船登月成功，人類足跡第一次踏上了地球之外的另一個天體。到2004年，俄羅斯（前蘇聯）、美國、歐空局、1q本、中國、印度等國家和地區(qū)先后研制成功80多種運載火箭，修建了10多個航天發(fā)射場，建立了完善的測控網，發(fā)射了5600多個航天器。

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