本書分為上、下兩冊。上冊包含第1章至第9章,主要介紹各種遙感衛星任務分析及技術指標論證等總體設計方法,從用戶提出的任務目標與需求(使命任務、功能性能等)出發,通過任務分析與設計,轉化為遙感衛星系統總體設計要求和約束,如衛星軌道、載荷配置、系統構成等;下冊包含第10章至第20章,主要介紹遙感衛星系統構建、控制推進、熱控、數據處理、微振動抑制等各分系統總體設計,最后通過梳理未來航天遙感技術的發展,給出了未來航天遙感系統發展趨勢。本書可作為高等院校宇航相關專業學生的教學參考書,也可供從事宇航工程、航天器總體設計及有關專業的科技人員參考。
1.展現了我國空間科學技術的眾多原創性科研成果。
2.反映“互聯網+”與航天技術的融合發展。
3.體現我國空間探索和空間應用的科技創新能力。
4.叢書由葉培建院士領銜,孫家棟、閔桂榮、王希季三位院士聯袂推薦。
5.力圖為研究和設計的人員提供新的設計思路和方法。
李勁東,研究員,博士生導師,航天遙感領域專家,現任職于中國空間技術研究院總體部,擔任某領域總設計師。主要從事遙感衛星總體設計及航天器熱控制技術研究,先后擔任多顆遙感衛星總設計師、國家安全重大基礎研究項目專家、國防973項目首席科學家、俄羅斯齊奧爾科夫斯基宇航科學院院士。曾獲國家科技進步獎二等獎3項,國防科學技術獎一等獎4項、二等獎1項、三等獎2項。在國內外期刊、重要學術會議發表學術論文80余篇。
上 冊
第 1章 衛星遙感技術基礎001
1.1 引言002
1.2 衛星遙感物理基礎003
1.3 近地空間環境019
1.4 衛星遙感工程系統簡介028
參考文獻031
第 2章 遙感衛星空間軌道設計032
2.1 概述033
2.2 遙感衛星軌道設計需求與特點036
2.3 光學遙感衛星多任務軌道設計分析043
2.4 微波成像遙感衛星軌道設計分析054
參考文獻060
第3章 高分辨率可見光遙感衛星系統設計與分析061
3.1 概述062
3.2 需求分析及技術特點065
3.3 可見光遙感系統成像質量關鍵性能指標內涵068
3.4 高分辨率可見光相機成像質量設計與分析071
3.5 高分辨率可見光相機方案描述090
3.6 衛星在軌成像模式設計096
3.7 衛星在軌動態成像質量設計與分析099
3.8 幾何定位精度分析 116
3.9 譜段配準分析120
3.10 實驗室定標技術122
3.11 可見光遙感衛星應用 125
3.12 小結129
參考文獻130
第4章 紅外遙感衛星系統設計與分析131
4.1 概述132
4.2 需求分析及任務技術特點 135
4.3 紅外遙感系統成像質量關鍵性能指標及內涵140
4.4 高分辨率紅外相機成像質量設計與分析142
4.5 紅外擺掃相機系統方案描述 151
4.6 紅外遙感衛星在軌動態成像質量設計與分析157
4.7 紅外遙感系統定標技術 170
4.8 紅外遙感衛星應用 172
4.9 小結177
參考文獻178
第5章 高光譜遙感衛星系統設計與分析179
5.1 概述180
5.2 需求分析及技術特點 184
5.3 高光譜遙感系統成像質量關鍵性能指標及內涵188
5.4 高光譜成像儀成像質量設計與分析 191
5.5 高分辨率干涉型成像光譜儀方案描述204
5.6 衛星在軌成像模式設計210
5.7 衛星在軌動態成像質量設計與分析212
5.8 高光譜成像系統定標技術225
5.9 高光譜遙感衛星應用227
5.10 小結232
參考文獻233
第6章 高精度立體測繪衛星系統設計與分析235
6.1 概述236
6.2 需求分析238
6.3 光學測繪系統關鍵性能指標及內涵239
6.4 衛星測繪體制分析243
6.5 內方位元素要求與穩定性245
6.6 外方位元素測量與穩定性246
6.7 高精度時間同步技術254
6.8 同名點匹配技術257
6.9 三線陣立體相機方案設計260
6.10 幾何標定技術265
6.11 高精度測繪處理技術與飛行試驗結果271
6.12 立體測繪衛星應用273
6.13 小結276
參考文獻277
第7章 高分辨率合成孔徑雷達遙感衛星系統設計與分析278
7.1 概述279
7.2 需求分析及技術特點282
7.3 星載SAR成像質量關鍵設計要素285
7.4 星載SAR載荷設計與分析287
7.5 星載SAR成像模式設計299
7.6 星載SAR載荷系統方案描述302
7.7 星載SAR成像質量分析與設計308
7.8 星載SAR成像定位精度分析321
7.9 星載SAR數據處理與反演技術324
7.10 SAR遙感衛星應用326
7.11 小結333
參考文獻334
第8章 高精度微波遙感衛星系統設計與分析335
8.1 概述336
8.2 任務需求及其載荷配置分析339
8.3 雷達高度計設計與分析343
8.4 微波散射計設計與分析359
8.5 微波輻射計設計與分析367
8.6 校正輻射計設計與分析375
8.7 微波遙感衛星數據處理與應用380
8.8 小結384
參考文獻385
第9章 地球同步軌道光學遙感衛星系統設計與分析387
9.1 概述388
9.2 需求分析及技術特點391
9.3 高軌光學遙感系統覆蓋特性與時間分辨率分析393
9.4 高軌光學遙感衛星成像質量關鍵性能指標397
9.5 高軌光學遙感衛星系統成像質量設計與分析398
9.6 在軌成像模式設計 406
9.7 高軌高分辨率成像儀方案描述 408
9.8 衛星在軌動態成像質量設計與分析 415
9.9 高軌光學遙感系統在軌標定分析 429
9.10 高軌光學遙感衛星應用 433
9.11 小結437
參考文獻438
縮略詞440
索引442
下 冊
第 10章 遙感衛星系統構建與總體構型布局設計443
10.1 衛星系統使命任務與使用要求444
10.2 衛星系統構建與組成 446
10.3 衛星遙感任務的關鍵能力設計450
10.4 衛星總體設計原則 454
10.5 衛星總體構型與布局設計 455
10.6 衛星飛行程序設計 474
10.7 衛星工作模式設計 477
10.8 衛星可靠性設計與分析 482
10.9 整星安全性設計490
參考文獻492
第 11章 高速圖像數據處理與傳輸系統設計與分析493
11.1 概述494
11.2 任務需求分析497
11.3 星上數據源及其數據率分析499
11.4 高速數據處理與傳輸系統設計與分析504
11.5 系統工作模式及其數據流設計509
11.6 多源高速數據處理與存儲系統設計與分析513
11.7 高速數據傳輸系統設計與分析520
11.8 系統仿真分析與驗證527
11.9 與衛星工程其他大系統接口設計533
參考文獻535
第 12章 遙感衛星控制與推進系統設計與分析536
12.1 概述537
12.2 任務需求分析539
12.3 系統設計分析541
12.4 基于CMG+ 動量輪配置的快速姿態機動及穩定成像
控制方案545
12.5 基于全CMG 群配置的快速姿態機動及穩定成像控制
方案設計557
12.6 系統故障診斷與應急處理577
參考文獻580
第 13章 遙感衛星信息管理與數管系統設計與分析581
13.1 概述582
13.2 需求分析583
13.3 衛星信息系統架構與信息流管理設計585
13.4 衛星自主任務管理設計598
13.5 星上自主健康管理設計603
13.6 星上數據管理系統設計與分析607
參考文獻615
第 14章 遙感衛星測控與導航定位系統設計與分析616
14.1 概述617
14.2 需求分析與技術特點620
14.3 測控系統設計與分析623
14.4 導航定位系統設計與分析642
14.5 與測控大系統接口設計及驗證651
參考文獻655
第 15章 遙感衛星供配電系統設計與分析656
15.1 概述657
15.2 需求分析與技術特點659
15.3 光學遙感衛星供配電系統設計662
15.4 SAR衛星供配電系統設計683
參考文獻694
第 16章 遙感衛星結構與機構分系統設計與分析695
16.1 概述696
16.2 需求分析及技術特點699
16.3 系統設計約束分析701
16.4 衛星結構傳力設計703
16.5 衛星結構與機構系統組成706
16.6 對接段設計707
16.7 星箭解鎖裝置設計711
16.8 推進艙結構設計714
16.9 電子艙結構設計718
16.10 載荷適配結構設計721
16.11 太陽翼機械部分設計724
16.12 分析與試驗驗證728
參考文獻738
第 17章 遙感衛星熱控系統設計與分析739
17.1 概述740
17.2 需求分析和技術特點741
17.3 空間外熱流特性744
17.4 空間外熱流分析746
17.5 太陽同步軌道的特性分析及計算749
17.6 衛星內部熱源分析及布局設計755
17.7 衛星散熱面選擇與散熱能力分析757
17.8 遙感衛星熱控系統設計759
17.9 微波遙感衛星恒溫艙設計777
17.10 大型光學相機熱控設計780
17.11 大型微波載荷熱控設計788
參考文獻793
第 18章 遙感衛星微振動抑制與在軌監測技術794
18.1 概述795
18.2 需求分析796
18.3 載荷成像敏感度分析799
18.4 星上微振動源特性分析 802
18.5 微振動抑制設計809
18.6 微振動在軌監測技術 814
18.7 微振動仿真分析與試驗驗證820
參考文獻825
第 19章 遙感衛星總裝集成、測試與驗證技術 826
19.1 系統總裝集成方案設計 ___________827
19.2 遙感衛星電性能綜合測試技術834
19.3 遙感衛星系統級試驗驗證技術852
參考文獻865
第 20章 發展展望866
20.1 未來 “互聯網+衛星遙感+大數據+數字地球” 新體系867
20.2 低、 中、 高軌結合的高分辨對地觀測衛星系統 870
20.3 未來新型遙感技術 872
參考文獻875
縮略詞876
索引879