内容简介

航天器飞行控制任务涉及航天系统工程的各个组成部分，也贯穿航天器自发射入轨至返回离轨的全寿命阶段。本书从系统工程的角度出发，紧密结合航天器飞行控制全过程，围绕航天器发射入轨、早期轨道、在轨运行及返回离轨等几个阶段，对航天器飞行控制任务实施过程中涉及的概念及基本原理进行较为系统全面的阐述。内容既涉及相关基础理论知识，也涵盖工程应用过程中的原理性阐述，注重理论与工程实际相结合，可作为从事航天器飞行控制任务相关工程技术人员的基础教材。

编辑推荐

本书由航天科技图书出版基金资助，是由在一线工作的经验丰富的专家对多年来航天器飞行控制任务实施过程进行的总结和归纳。内容既涉及航天器飞行控制任务实施的基础理论和知识，也涵盖工程实践过程中的原理性阐述。

作者简介

李建成，1972年5月生，河南虞城人，博士，航天测控专家，1994年从事航天测控工作至今，完成20余次航天测控任务。主持并参与完成科研项目十余项，发表论文50余篇，其中SCI、EI检索10余篇，获国家科学技术进步二等奖1项，部委级科技进步奖一、二、三等奖共10余项，主持编写航天测控相关军标10余项。

前言

随着航天技术不断发展，各类航天器在科学试验、导航、遥感、通信及深空探测等多个领域的应用已成为未来科技发展不可或缺,甚至非常重要的组成部分。航天器的飞行控制涉及从航天器发射入轨、在轨状态建立、在轨运行管理、返回及离轨全过程，不仅是航天系统工程的重要组成部分，也是确保航天器长期稳定运行和完成各类空间在轨任务的必要条件。本书从系统工程的角度出发，紧密结合航天器飞行控制全过程，由作者和一大批工程经验丰富的专家对多年来航天器飞行控制任务实施过程进行总结和归纳，内容既涉及航天器飞行控制任务实施的基础理论和知识，也涵盖工程实践过程中的原理性阐述。本书从工程应用的角度较为系统地阐述了航天器飞行控制过程中的基本原理，注重理论与实际结合，具有很好的工程指导价值。本书面向的对象为具有一定工程经验的航天器测控系统总体从业人员，既可为从事航天器飞行控制及相关工作的工程技术人员提供较为实用的基础教材，也可作为航天器测控管理人员的参考书。本书章节设置围绕航天器自发射入轨开始至寿命末期离轨飞行控制的全过程，对涉及的相关概念、基本原理及理论进行了较为全面系统的论述。全书共分为12章，内容涉及航天器发射及入轨、早期轨道、在轨运行及返回离轨等几个阶段。第1章为概述；第2章为发射场与运载火箭；第3章为运载火箭跟踪测量；第4章为航天器；第5章为航天器遥测遥控；第6章为航天测控网；第7章为航天器跟踪测量；第8章为航天器轨道控制；第9章为航天器轨道确定；第10章为航天器姿态与控制；第11章为航天器时间管理；第12章为航天器返回及离轨。本书的主体定位和基本架构由李建成、钟文冬、杨正磊策划并提出，并参与各章节编写。具体分工如下：第1章由李建成编写，第2章由钟文冬和刘佳玺编写，第3章由杨正磊、淡鹏和王勇编写，第4章由杨正磊和车斌编写，第5章由杨怀彬、孙斌和张江编写，第6章由谢夏洁、张海威和孙山鹏编写，第7章由王晓伟编写，第8章由孙守明和李超编写，第9章由靳忠涛、杨正磊和高云鹏编写，第10章由孙守明和杨正磊编写，第11章由王瑞花编写，第12章由淡鹏、杨正磊和鹿光编写。杨正磊负责全书统稿，李建成、钟文冬负责全书审阅。此外，王宝华研究员、任登高研究员、姚健研究员、汪勃研究员等对本书的内容和结构方面给予了悉心的指导，朱俊、戴湘军、李晓伟高级工程师对本书提出了很多宝贵的意见和建议，王道吉、孙聪、董毅、王硕和董亚科等参与了全书的校对工作，在此一并表示诚挚的感谢。在本书的编写过程中，参考了相关文献和国军标，在此向相关文献的作者表示衷心的感谢。由于作者水平有限，书中难免有错误和不当之处，敬请各位读者批评指正。读者可将意见和建议通过电子邮件发送至电子邮箱pather123@163.com。作者2021年6月

目录

第1章 概述1.1 航天工程1.1.1 航天工程的分类1.1.2 航天工程的组成1.2 航天器飞行控制1.2.1 发射及入轨段1.2.2 早期轨道段1.2.3 在轨运行段1.2.4 返回及离轨段1.3 本书的结构第2章 发射场与运载火箭2.1 航天发射场2.1.1 航天发射方式2.1.2 发射场及组成2.1.3 发射场选址2.1.4 我国航天发射场简介2.2 运载火箭2.2.1 运载火箭的分类2.2.2 运载火箭系统的组成2.2.3 运载火箭的主要技术参数2.3 我国运载火箭2.3.1 长征系列火箭2.3.2 快舟系列火箭2.3.3 商业火箭2.3.4 轨道转移运载器2.3.5 可重复使用运载器参考文献第3章 运载火箭跟踪测量3.1 运载道3.1.1 运载火箭飞行弹道3.1.2 运载火箭飞行程序3.1.3 运载火箭的质心动力学方程3.2 火箭跟踪测量3.2.1 飞行姿态监视3.2.2 飞行弹道监视3.2.3 跟踪条件分析3.2.4 分离点火箭姿态3.3 发射窗口3.3.1 发射窗口约束3.3.2 典型轨道航天器发射窗口3.4 箭体陨落预报参考文献第4章 航天器4.1 航天器的分类4.1.1 人造地球卫星4.1.2 空间探测器4.1.3 载人及货运航天器4.2 航天器系统的组成4.2.1 结构与机构分系统4.2.2 测控分系统4.2.3 数据管理分系统4.2.4 姿轨控分系统4.2.5 推进分系统4.2.6 电源分系统4.2.7 热控分系统参考文献第5章 航天器遥测遥控5.1 基本原理5.2 航天器遥测5.2.1 遥测信息格式5.2.2 遥测信息处理5.3 航天器遥控5.3.1 遥控信息格式5.3.2 遥控信息处理5.3.3 遥控信息校验和比对参考文献第6章 航天测控网6.1 概述6.1.1 测控网的组成6.1.2 测控网的功能6.1.3 测控网的布局6.1.4 测控网的运行模式6.2 航天测控中心6.2.1 测控中心的作用6.2.2 测控中心的组成6.3 地基测控网6.3.1 地面测控站6.3.2 海上测量船6.4 天基测控网6.4.1 中继卫星系统6.4.2 导航卫星系统6.5 测控网信息交换6.5.1 发射入轨段测控信息交换6.5.2 在轨运行段测控信息交换6.5.3 返回段测控信息交换6.5.4 主、备测控中心间信息交换参考文献第7章 航天器跟踪测量7.1 无线电测控7.1.1 统一测控系统7.1.2 雷达系统7.1.3 深空测控7.2 光学测量7.3 跟踪测量计算7.3.1 测站跟踪预报7.3.2 天线角计算7.3.3 巡航可见预报计算7.3.4 测站干扰预报参考文献第8章 航天器轨道控制8.1 轨道描述及分类8.1.1 轨道描述8.1.2 轨道类型8.2 常见的航天器轨道8.2.1 冻结轨道8.2.2 太阳同步轨道8.2.3 地球静止轨道8.2.4 双曲线深空探测轨道8.3 轨道运动及控制方程8.3.1 摄动运动及轨道控制动力学方程8.3.2 轨道平面内控制8.3.3 轨道平面控制8.4 典型航天器轨道控制8.4.1 初始轨道捕获与轨道维持8.4.2 星座构型控制8.4.3 交会对接控制8.4.4 地球静止轨道卫星控制参考文献第9章 航天器轨道确定9.1 轨道测量数据9.1.1 惯性导航数据9.1.2 外测数据9.1.3 GNSS数据9.2 初始轨道确定及分离点参数计算9.2.1 初始轨道计算9.2.2 初始轨道修正9.2.3 分离点参数计算9.3 精密轨道确定9.3.1 动力学模型9.3.2 轨道参数估计参考文献第10章 航天器姿态与控制10.1 姿态控制系统的组成10.2 坐标系及姿态描述10.2.1 航天器本体坐标系10.2.2 常用参考坐标系10.2.3 姿态描述10.3 姿态确定及计算10.3.1 姿态敏感器10.3.2 姿态确定方法10.3.3 星敏感器姿态角计算10.4 姿态控制执行机构10.4.1 推力器10.4.2 磁力矩器10.4.3 飞轮10.5 典型航天器姿态控制方案10.5.1 某遥感卫星姿态控制方案10.5.2 某静止轨道卫星姿态控制方案参考文献第11章 航天器时间管理11.1 时间管理模型11.2 地面时间基准11.2.1 世界时11.2.2 原子时11.2.3 协调世界时11.3 航天器时间管理11.3.1 导航时间校正11.3.2 地面校时11.4 时统调整11.4.1 闰秒11.4.2 GNSS周计数翻转参考文献第12章 航天器返回及离轨12.1 航天器返回过程12.1.1 制动段12.1.2 过渡段12.1.3 再入段12.1.4 着陆段……附录