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第8章 卫星姿态测量和姿态确定基础&陈义庆1

8.1 概述1

8.2 姿态测量及姿态确定的基本原理和方法2

8.2.1 参考矢量法2

8.2.2 惯性测量姿态确定10

8.2.3 统计估计姿态确定11

8.3 空间基准场12

8.3.1 地球热辐射场13

8.3.2 地磁场15

8.3.3 太阳方向场、恒星方向场16

8.3.4 无线电波场18

8.4 姿态敏感器18

参考文献22

第9章 自旋、双自旋卫星的姿态确定 刘良栋22

9.1 概述23

9.2 姿态信息测量24

9.2.1 地球弧长测量24

9.2.2 太阳角测量24

9.2.3 转动角测量25

9.2.4 陆标方向测量26

9.3 自旋轴姿态的几何确定法28

9.3.1 θs／θe方法29

9.3.2 θs／θe／λse方法30

9.3.3 ΩN／ΩS／θs方法32

9.3.4 ΩN（ΩS）／θs／λse方法33

9.3.5 λse／θs或（λse／θe）方法35

9.3.6 λsh／θs方法35

9.4 姿态确定的精度36

9.4.1 误差灵敏度系数37

9.4.2 相关角40

9.4.3 姿态确定精度41

9.5 姿态确定的几何限制48

9.5.1 姿态精度对姿态方向的限制49

9.5.2 姿态精度对参考矢量方向的限制49

9.6 章动测量50

9.6.1 用轴向加速度计测量章动51

9.6.2 由光学敏感器测量数据提取章动信息53

9.7 摇摆角的测定55

参考文献57

第10章 三轴稳定卫星的姿态确定 李捷10.1 利用地球敏感器和太阳敏感器确定卫星三轴姿态59

10.2 利用星敏感器确定卫星三轴姿态72

10.3 利用全球定位系统确定卫星三轴姿态78

10.4 利用轨道罗盘确定卫星三轴姿态81

参考文献86

第11章 统计估计理论及其在卫星姿态确定中的应用 李捷11.1 统计估计的基本原理89

11.2 统计估计的基本方法93

11.2.1 最小二乘法94

11.2.2 卡尔曼滤波器95

11.3 中国东方红二号通信卫星的姿态确定99

11.4 中国返回式卫星的姿态确定105

11.5 中国传输型对地观测卫星的姿态确定112

参考文献120

第12章 自旋、双自旋卫星的姿态控制 刘国汉 王长龙 高益军120

12.1 概述122

12.2 自旋、双自旋卫星的运动稳定性124

12.2.1 卫星姿态运动方程124

12.2.2 轴对称自旋卫星的稳定性124

12.2.3 对称双自旋卫星的稳定性126

12.3 自旋、双自旋卫星姿态控制的任务和方法130

12.3.1 卫星姿态控制的方法131

12.3.2 产生控制力矩的方法131

12.4 自旋、双自旋卫星的姿态机动137

12.4.1 磁力矩控制137

12.4.2 喷气控制140

12.5 章动阻尼及控制142

12.5.1 被动章动阻尼143

12.5.2 主动章动控制144

12.6 自旋、双自旋卫星的平旋及其恢复148

12.6.1 平旋的产生148

12.6.2 单自旋卫星的平旋恢复150

12.6.3 双自旋卫星的平旋恢复152

12.7 消旋控制系统153

12.7.1 消旋方式分类154

12.7.2 消旋控制系统的组成155

12.7.3 消旋系统的工作原理159

12.8 现状及发展前景162

参考文献165

第13章 三轴稳定卫星的姿态控制 严拱添 孙承启 李宝绶 李铁寿165

13.1 三轴稳定卫星的喷气控制170

13.1.1 系统特性170

13.1.2 动力学方程和相平面法172

13.1.3 模拟式控制系统175

13.1.4 数字式控制系统185

13.2 采用角动量交换装置的姿态控制系统189

13.2.1 动量轮控制系统分类190

13.2.2 轮控系统的构形192

13.2.3 动量轮的两种工作模式195

13.2.4 轮控系统的各种方案196

13.2.5 扰动力矩描述199

13.2.6 零动量系统的设计方法200

13.2.7 偏置动量轮的设计方法203

13.3 带挠性附件卫星的姿态控制231

13.3.1 卫星动力学模型232

13.3.2 控制系统分析和设计要求234

13.3.3 使用推力器作为执行机构的单轴控制器的设计方法235

13.3.4 控制系统的优化方法253

13.4 姿态捕获与姿态机动257

13.4.1 姿态捕获257

13.4.2 姿态机动261

13.5 变轨机动期间的姿态控制262

13.5.1 系统模型及解耦264

13.5.2 抗干扰设计考虑270

13.5.3 晃动零极点分析和晃动滤波器设计考虑273

13.5.4 改善过渡过程性能的设计考虑278

参考文献280

第14章 应用空间环境力矩的姿态控制技术 严拱添280

14.1 概述283

14.2 磁力矩姿态控制系统284

14.2.1 磁控原理284

14.2.2 消旋与初始捕获287

14.2.3 动量卸载290

14.2.4 进动控制与章动阻尼291

14.3 重力梯度控制技术296

14.3.1 基本原理296

14.3.2 重力梯度稳定动力学模型297

14.3.3 重力梯度稳定的主要课题299

14.3.4 重力梯度控制在航天器动量管理中的应用304

14.4 太阳辐射压力矩控制306

14.4.1 系统构形与数学模型306

14.4.2 控制律选择309

14.4.3 控制器的性能310

14.4.4 气动力矩控制311

参考文献312

第15章 卫星姿态控制系统的测试 邵久豪 丁恩丰 倪行震15.1 概述315

15.2 测试系统的组成317

15.2.1 运动模拟器318

15.2.2 目标模拟器319

15.2.3 系统测试设备320

15.2.4 测试软件322

15.3 系统测试大纲及流程323

15.3.1 系统测试大纲323

15.3.2 系统测试流程326

15.4 电磁兼容性试验、环境试验及可靠性试验331

15.4.1 电磁兼容性试验332

15.4.2 力学及空间环境试验333

15.4.3 老炼试验336

15.4. 4寿命试验337

15.5 卫星姿态控制系统的测试实例338

15.5.1 中国通信卫星DFH-2姿态控制系统的测试339

15.5.2 中国返回式卫星FWS-1姿态控制系统的测试357

参考文献382