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,信號調製與解調技術;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套用。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高年級本科生的教學用書。
序言
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,實現對太空飛行器的飛行軌道、姿態以及有效載荷的跟蹤測量與控制,保障太空飛行器的正常運行。隨著航天技術的飛速發展,航天測控技術也在發生著巨大變化,各種新的、先進的測控技術 和測控系統不斷湧現。為全面介紹航天測控技術的新發展,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,刪除了有關係統設計方面的內容。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採用的新技術,增加了分包遙測與分包遙控等內容。中繼衛星系統獨立成一章,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套用的最新進展。增加了航天測控新技術一章,重點介紹了深空測控技術、小衛星與多星測控技術、高級在軌系統等內容。本書共分10章,第1、2章介紹航天測控的概念、原理與預備知識;第3章介紹航天無線電測控信號基本理論、信號調製與解調技術;第4~6章分別介紹了航天外測、航天遙測和航天遙控分系統的結構、組成、工作原理;第7章介紹統一載波測控系統;第8章、第9章分別介紹中繼衛星系統和全球定位系統兩種天基測控系統;第10章介紹測控新技術
圖書目錄
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航天測控技術的發展歷程與發展趨勢
1.4.1航天測控技術發展歷程
1.4.2航天測控技術發展趨勢
思考題
第2章航天測控基礎
2.1近地空間環境
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太空飛行器運行軌道
2.2.1常用天文術語
2.2.2飛彈飛行彈道
2.2.3衛星軌道
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章測控信號的調製與解調
3.1引言
3.2常用測控基帶信號
3.3信號調製
3.3.1基帶信號對載波的調製
3.3.2N個正弦與M個方波副載波對載波的調角信號
3.3.3調角信號的頻寬
3.3.4數位訊號對副載波的調製
3.4鎖相接收機
3.4.1鎖相接收機中的載波跟蹤環
3.4.2信號調製對載波跟蹤環的影響
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數位訊號對副載波調相信號的解調
附錄3.1隨機脈衝序列的功率譜公式推導
附錄3.2ASK信號的功率譜密度
附錄3.3公式(3.95)推導
附錄3.4關於cosθs(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都卜勒測速
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
4.4.2m序列
4.4.3複合偽隨機碼
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單脈衝雷達測角原理
附錄4.1特徵多項式與序列周期的關係
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
5.1.2遙測系統組成和基本工作原理
5.1.3遙測系統的發展
5.2遙測信號調製基本理論
5.2.1脈衝調製
5.2.2基本數字調製
5.3信道編碼與擴頻調製
5.3.1信道編碼
5.3.2擴頻調製
5.4多路復用體制與常用遙測系統
5.4.1多路復用體制
5.4.2幾種典型的遙測系統
5.5PCMPSK遙測系統
5.5.1系統的組成和工作原理
5.5.2PCM系統同步技術
5.6分包遙測
5.6.1分包遙測概念
5.6.2源包與傳輸幀結構
思考題
第6章航天遙控系統
6.1遙控系統概述
6.2遙控系統的組成和工作原理
6.2.1遙控系統的組成
6.2.2遙控系統工作原理
6.3差錯控制技術
6.3.1差錯控制機制
6.3.2糾錯碼與檢錯碼
6.4遙控數據保護
6.4.1數據加密
6.4.2加密認證
6.4.3PCM遙控數據的格式
6.5遙控系統主要技術指標
6.6分包遙控
6.6.1數據管理業務
6.6.2數據路由業務
6.6.3信道業務
6.6.4分包遙控特點
思考題
第7章統一載波測控系統
7.1引言
7.2系統組成與工作原理
7.2.1系統的基本組成
7.2.2地面測控站的工作原理
7.3統一載波測控系統舉例
7.3.1統一S波段系統的組成、工作原理
7.3.2“阿波羅”統一S波段系統信號
7.4統一載波測控系統的新發展
7.4.1數位化中頻鎖相接收機
7.4.2數位化綜合基帶
思考題
第8章跟蹤與數據中繼衛星系統
8.1概述
8.1.1天基測控系統與中繼衛星系統
8.1.2中繼衛星系統的發展
8.1.3系統組成
8.1.4系統特點
8.2TDRSS的跟蹤測軌技術
8.2.1常規定軌方法
8.2.2基於TDRSS信息的衛星自主定軌技術
8.2.3測軌原理
8.3TDRSS的數據中繼
8.3.1TDRSS信號調製技術
8.3.2TDRSS通信鏈路與信號形式
8.4TDRSS星間鏈路建立與信號捕獲
8.4.1天線捕獲與角度跟蹤
8.4.2信號捕獲與跟蹤
8.5TDRSS的套用
思考題
第9章全球定位系統及其在航天測控中的套用
9.1衛星導航定位系統概述
9.1.1GPS系統
9.1.2GLONASS系統
9.1.3GALILEO系統
9.1.4北斗衛星導航定位系統
9.2GPS衛星信號
9.2.1GPS衛星信號構成
9.2.2GPS信號捕獲與跟蹤
9.3GPS測量定位原理
9.3.1偽距測量定位原理
9.3.2偽距定位解算
9.3.3載波相位測量定位
9.4GPS相對定位
9.4.1差分定位原理
9.4.2偽距差分定位解算
9.5航速測定與時間測定
9.5.1航速的測定
9.5.2利用GPS測定時間
9.6全球定位系統在航天測控中的套用
9.6.1星載GPS衛星軌道確定
9.6.2基於GPS的衛星姿態測量
9.6.3GPS在航天測控中的其他套用
思考題
第10章測控新技術
10.1深空太空飛行器測控技術
10.1.1深空測控技術
10.1.2典型深空測控系統
10.2小衛星與多星測控技術
10.3自主測控技術
10.4高級在軌系統
10.4.1CPN結構與業務模型
10.4.2CPN端-端業務
10.4.3SLS及其業務