《繞月探測衛(wèi)星飛行控制》緊密結(jié)合嫦娥2號衛(wèi)星飛行控制的實施，系統(tǒng)論述了繞月探測衛(wèi)星飛行控制的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)體系，全面闡述了飛行控制的總體技術(shù)和各階段的實施要點。
《繞月探測衛(wèi)星飛行控制》首次重點論述了我國繞月探測衛(wèi)星的飛行控制原理與技術(shù)，可供從事深空探測領(lǐng)域研究的科研工作者和高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。
自古以來，月球引發(fā)了人們無盡的遐想，探索月球一直是人類的美好愿望和不懈追求。作為地球唯一的天然衛(wèi)星，月球以其獨特的空間位置和潛在資源，成為人類開展深空探測的首選目標(biāo)。實施探月工程是黨中央、國務(wù)院做出的重大戰(zhàn)略決策，作為我國科技創(chuàng)新的標(biāo)志性工程之一，在2020年前將實現(xiàn)“繞、落、回”的目標(biāo)。嫦娥1號衛(wèi)星圓滿完成繞月探測任務(wù)后，2010年10月1日，嫦娥2號衛(wèi)星成功發(fā)射，直接地月轉(zhuǎn)移，成功環(huán)月，有效探測，開展了一系列技術(shù)試驗驗證，獲得了迄今為止最高分辨率的全月圖，并飛離月球，奔赴日地拉格朗日L2點，實現(xiàn)了我國空間探測由40萬千米到150萬千米的跨越。
火箭發(fā)射、星箭分離以后，飛行控制成為繞月探測衛(wèi)星飛行任務(wù)實施的主線和影響成敗的關(guān)鍵。嫦娥2號衛(wèi)星的飛行控制是一項多學(xué)科、高技術(shù)集成的系統(tǒng)工程，與近地航天器飛行控制相比較，具有飛行距離遠(yuǎn)、通信時延長、技術(shù)動作多、控制精度高、實施風(fēng)險大等特點，在飛行控制系統(tǒng)設(shè)計、工作模式、實施方案、風(fēng)險分析、故障預(yù)案等諸方面達到了我國航天器飛行控制的最高水平，這也是工程總體和測控通信、衛(wèi)星、地面應(yīng)用等各系統(tǒng)密切配合、大力協(xié)同取得的成果。
本書緊密結(jié)合嫦娥2號衛(wèi)星飛行控制的實施，系統(tǒng)論述了繞月探測衛(wèi)星飛行控制的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)體系，全面闡述了飛行控制的總體技術(shù)和各階段的實施要點，是對我國繞月探測衛(wèi)星飛行控制過程中積累的專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗的重要歸納與總結(jié)，也是我國第一部系統(tǒng)全面地闡述繞月探測衛(wèi)星飛行控制技術(shù)的論著。本書將對參與繞月探測衛(wèi)星飛行控制的各系統(tǒng)進行技術(shù)交流、優(yōu)化設(shè)計發(fā)揮重要作用，也能為后續(xù)月球探測及深空探測任務(wù)的飛行控制提供有益借鑒和重要參考。
隨著探月工程和后續(xù)深空探測工程的實施，飛行控制面臨更高的要求、更新的技術(shù)，需要我們不斷積累、勇于創(chuàng)新，去迎接新的挑戰(zhàn)。衷心祝愿我國航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，再創(chuàng)輝煌。
探月工程總指揮
2011年9月
第1章 飛行控制概述
1.1 嫦娥2號工程概述
1.1.1 工程目標(biāo)和科學(xué)探測任務(wù)
1.1.2 主要技術(shù)狀態(tài)
1.2 飛行控制規(guī)劃
1.2.1 發(fā)射段
1.2.2 地月轉(zhuǎn)移軌道段
1.2.3 月球捕獲軌道段
1.2.4 環(huán)月軌道段
1.3 測控支持條件
1.3.1 測控網(wǎng)組成
1.3.2 飛行任務(wù)關(guān)鍵弧段跟蹤情況
1.3.3 測控工作模式
1.4 飛行控制系統(tǒng)
1.4.1 系統(tǒng)組成
1.4.2 系統(tǒng)驗證
第2章 飛行控制技術(shù)基礎(chǔ)
2.1 飛行控制計劃
2.1.1 飛行控制計劃工作模式
2.1.2 飛行控制計劃分類
2.1.3 飛行控制計劃設(shè)計
2.1.4 飛行控制計劃生成
2.1.5 飛行控制計劃驗證
2.1.6 飛行控制計劃實施
2.2 遙測數(shù)據(jù)處理
2.2.1 遙測數(shù)據(jù)分類
2.2.2 遙測數(shù)據(jù)模式
2.2.3 遙測數(shù)據(jù)接收與處理
2.2.4 遙測數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示
2.3 上行控制
2.3.1 遙控工作模式
2.3.2 遙控信息類別
2.3.3 遙控信息生成
2.3.4 遙控指令鏈設(shè)計
2.3.5 遙控信息發(fā)送
2.3.6 遙控信息執(zhí)行情況比判
2.4 軌道確定與控制
2.4.1 坐標(biāo)系定義
2.4.2 軌道測量與確定
2.4.3 軌道控制策略
2.4.4 軌道預(yù)報
2.4.5 軌道控制實施
2.5 姿態(tài)監(jiān)視與控制
2.5.1 姿態(tài)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系約定
2.5.2 衛(wèi)星姿態(tài)監(jiān)視
2.5.3 衛(wèi)星姿態(tài)控制
第3章 發(fā)射段飛行控制
3.1 狀態(tài)監(jiān)視
3.1.1 運載火箭飛行狀態(tài)監(jiān)視
3.1.2 衛(wèi)星狀態(tài)監(jiān)視
3.2 推進管路排氣控制
3.3 發(fā)射段彈道測量與確定
3.4 測控站引導(dǎo)原則
3.5 關(guān)鍵事件的確定和使用
3.5.1 起飛事件
3.5.2 星箭分離事件
第4章 地月轉(zhuǎn)移軌道段飛行控制
4.1 入軌控制
4.1.1 初軌確定與入軌判斷
4.1.2 太陽翼和定向天線展開控制
4.1.3 衛(wèi)星初始狀態(tài)設(shè)置
4.1.4 加速度計零位標(biāo)定
4.1.5 星敏感器標(biāo)定
4.2 中途修正
4.2.1 實施原則
4.2.2 修正軌控策略
4.2.3 控制參數(shù)計算
4.2.4 實施流程
4.3 技術(shù)試驗
4.3.1 監(jiān)視相機成像試驗
4.3.2 紫外敏感器導(dǎo)航/拍圖試驗
4.3.3 X頻段測控技術(shù)試驗
4.4 星地時間同步控制
4.5 VLBI測軌
4.5.1 VLBI工作模式
4.5.2 VLBI信標(biāo)機使用原則
4.6 科學(xué)載荷設(shè)備控制
第5章 月球捕獲軌道段飛行控制
5.1 控制策略
5.2 控制參數(shù)計算
5.2.1 第1次制動量分析
5.2.2 近月點高度分析
5.2.3 環(huán)月軌道平面機動控制參數(shù)計算
5.2.4 近月制動控制參數(shù)計算
第6章 環(huán)月初期運行軌道段飛行控制
6.1 衛(wèi)星平臺在軌測試
6.1.1 第1階段
6.1.2 第2階段
6.1.3 第3階段
6.1.4 第4階段
6.2 建立對月定向姿態(tài)控制
6.2.1 時機確定
6.2.2 控制參數(shù)計算
6.2.3 實施流程
6.3 軌道維持控制
6.3.1 目標(biāo)
6.3.2 時機
6.3.3 控制參數(shù)計算
6.3.4 實施流程
6.4 側(cè)飛轉(zhuǎn)正飛控制
6.5 衛(wèi)星科學(xué)載荷在軌測試
第7章 試驗軌道段飛行控制
7.1 預(yù)選著陸區(qū)
7.2 降軌控制
7.2.1 降軌準(zhǔn)備條件分析
7.2.2 降軌控制條件分析
7.2.3 降軌控制策略計算
7.2.4 降軌控制實施
7.2.5 對月定向控制
7.3 CCD立體相機成像控制
7.3.1 成像控制條件分析
7.3.2 成像控制實施
7.4 升軌控制
7.4.1 升軌準(zhǔn)備條件分析
7.4.2 升軌控制條件分析
7.4.3 升軌控制實施
第8章 環(huán)月長期運行軌道段飛行控制
8.1 全月面拍攝
8.1.1 成像策略選擇
8.1.2 成像控制
8.1.3 全月面圖像補充拍攝
8.2 第1次軌道維持及月食前調(diào)相
8.2.1 軌道維持需求分析
8.2.2 月食調(diào)相效果分析
8.2.3 控制方案設(shè)計
8.2.4 控制實施流程
8.2.5 控制實施及控后效果分析
8.3 月食期間飛行控制
8.3.1 月食對環(huán)月衛(wèi)星的影響
8.3.2 主要采取的措施
8.3.3 月食基本情況
8.3.4 主要測控及控制流程
8.3.5 控制實施
8.4 LDPC遙測編譯碼試驗
8.5 第2次軌道維持及正飛轉(zhuǎn)側(cè)飛
8.5.1 控制方案設(shè)計
8.5.2 控制實施流程
8.5.3 控制實施及控后效果分析
8.6 S頻段音碼混合測距試驗
8.7 其他日常飛行控制工作
8.7.1 軌道保障
8.7.2 時差校正
8.7.3 星載測控設(shè)備切換
8.7.4 動量輪卸載
第9章 應(yīng)急飛行控制
9.1 應(yīng)急飛行控制特點和要求
9.1.1 應(yīng)急飛行控制特點
9.1.2應(yīng)急飛行控制要求
9.2 應(yīng)急處置分工和決策程序
9.2.1 應(yīng)急處置分工
9.2.2 應(yīng)急處置決策程序
9.3 衛(wèi)星故障應(yīng)急處置對策
9.3.1 故障分類
9.3.2 故障模式判別
9.3.3 故障應(yīng)急處置
9.4 測控網(wǎng)故障應(yīng)急處置對策
9.5 應(yīng)急軌道控制
9.5.1 入軌異常
9.5.2 中途修正控制異常
9.5.3 月球捕獲軌道段控制異常
9.5.4 環(huán)月試驗軌道段降軌控制異常
9.5.5 環(huán)月軌道維持異常
第10章 飛赴日地拉格朗日L2點
10.1 拉格朗日點介紹
10.2 軌道設(shè)計
10.2.1 月球逃逸段
10.2.2 轉(zhuǎn)移飛行段
10.2.3 日地拉格朗日L2點繞飛段
10.3 各系統(tǒng)工作模式
10.3.1 衛(wèi)星系統(tǒng)工作模式
10.3.2 測控系統(tǒng)工作模式
10.3.3 地面應(yīng)用系統(tǒng)工作模式
10.4 軌道控制實施方案
10.4.1 月球逃逸段控制實施方案
10.4.2 轉(zhuǎn)移飛行段控制實施方案
10.4.3 日地拉格朗日L2點繞飛段控制實施方案
附錄A 縮略語和專有名詞對照表
附錄B 嫦娥2號工程大事記
附錄C 月球基本參數(shù)
附錄D LP165P月球重力場模型
參考文獻
書單推薦
