《飛行器測控通信工程》密切結(jié)合設(shè)備研制的工程實(shí)踐,介紹了飛行器測控領(lǐng)域中的七種測控通信系統(tǒng),分析了它們各自的特點(diǎn)和主要技術(shù)問題,闡述了相關(guān)的理論、技術(shù)和方案。全書共分9章,第1章概述TN控通信系統(tǒng)的分類和應(yīng)用;第2章介紹了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一測控系統(tǒng)、擴(kuò)頻統(tǒng)一測控系統(tǒng)和Ka頻段測控通信系統(tǒng);第3章介紹了SSA、KSA和SMA,重點(diǎn)介紹了SMA;第4章介紹了極遠(yuǎn)距離的深空測距、測速和弱信號(hào)的遙測、遙控;第5章重點(diǎn)介紹了相控陣多目標(biāo)單脈沖角跟蹤、自適應(yīng)跟蹤和瞬時(shí)帶寬;第6章重點(diǎn)介紹了多RR測量系統(tǒng)和天基靶場;第7章重點(diǎn)介紹了高超聲速飛行器的黑障問題;第8章闡述了混沌測控系統(tǒng)的概念、特性和實(shí)現(xiàn);第9章介紹了動(dòng)態(tài)模擬、射電星校相和幾何光學(xué)距離標(biāo)校等。
《飛行器測控通信工程》可供從事飛行器測控通信系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)人員和維護(hù)使用人員參考,也可作為大專院校的研究生和高年級(jí)學(xué)生的參考書籍。
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 測控通信系統(tǒng)的功能、地位和作用
1.3 測控通信系統(tǒng)的應(yīng)用
1.3.1 對衛(wèi)星的測控通信
1.3.2 導(dǎo)彈的測控
1.3.3 巡航導(dǎo)彈的測控
1.3.4 在常規(guī)靶場兵器外彈道測量中的應(yīng)用
1.3.5 在無人機(jī)測控中的應(yīng)用
1.3.6 在飛機(jī)遙測、遙控中的應(yīng)用
1.3.7 在臨近空間飛行器中的應(yīng)用
1.3.8 在載人航天中的應(yīng)用
1.3.9 在探月中的應(yīng)用
1.3.10 在深空探測通信中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第2章 統(tǒng)一載波測控通信系統(tǒng)
2.1 引言
2.2 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一測控系統(tǒng)
2.2.1 概述
2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一測控系統(tǒng)的組成及工作原理
2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一測控系統(tǒng)的特點(diǎn)和主要技術(shù)問題
2.2.4 USB系統(tǒng)對目標(biāo)的捕獲
2.2.5 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一測控系統(tǒng)中的組合干擾
……
測控通信的特點(diǎn)是:
(1)高的測軌精度。通常采用連續(xù)雷達(dá)體制來實(shí)時(shí)獲得高的測速、測距和測角精度,從而帶來測速的高短穩(wěn)信號(hào)、測距的解模糊以及干涉儀測角等特殊問題。
(2)信息傳輸與測控密不可分。這里的“點(diǎn)一點(diǎn)”信息傳輸?shù)囊欢嗽陲w行器上,需要通過測控保證其EIRP和G/T值等的正常,同時(shí)由于飛行器和地面站是相對運(yùn)動(dòng)的,因此地面站天線和飛行器天線要相互對準(zhǔn)才能建立起信息傳輸鏈路,這就要利用測控獲得的飛行器軌道數(shù)據(jù)。
(3)高安全可靠的遙控。要采用特殊的差錯(cuò)控制技術(shù)、加密技術(shù)和編譯碼技術(shù)以獲得高的安全、可靠性。
(4)高動(dòng)態(tài)。衛(wèi)星的最大速度約7km/s,深空探測器的速度更高,所以接收的信號(hào)具有大的多普勒頻率和多普勒頻率變化率。
(5)飛行器對設(shè)備的體積、重量、功耗限制大,工作環(huán)境惡劣。要求有效載荷(或稱信息傳輸系統(tǒng)中的一個(gè)端站)體小量輕、功耗小,其發(fā)射功率放大器通
常需要工作在飽和狀態(tài),因此,如何減小非線性對數(shù)傳的影響是該系統(tǒng)的一個(gè)重要問題。
(6)距離遠(yuǎn)、時(shí)延大。對同步衛(wèi)星約4萬KM,對月球約40萬KM,對深空控測器則更遠(yuǎn),這時(shí)路徑損耗大,對EIRP和G/T值提出了很高的要求。
(7)高的數(shù)傳速率。飛行器有效載荷所獲得的信息量越來越大,其相應(yīng)的數(shù)傳速率也越來越高。
(8)功率受限系統(tǒng)。距離遠(yuǎn)、數(shù)傳速率高、加上飛行器上的EIRP不能做得很高,因此地面接收信號(hào)功率小,是信息傳輸?shù)囊粋(gè)瓶頸。
(9)頻帶一般不受限。飛行器一般都為專門用途,其有效載荷大多是單載波工作(目前除了TDRSS中SMA的FDM和新的遙測系統(tǒng)外),而且工作頻段高,可利用的頻帶寬,因此一般不作限帶,也不做成形濾波,載波恒包絡(luò),故功放可工作在飽和狀態(tài)。上列的特殊要求,使很多的測控與信息傳輸技術(shù)處于信息傳輸領(lǐng)域的前沿,例如:高達(dá)800Mb/s高速數(shù)傳技術(shù),逼近絕對零度(熱力學(xué)溫標(biāo))的致冷低噪聲接收技術(shù),接近山農(nóng)極限的糾錯(cuò)編/譯碼技術(shù),超大功率發(fā)射機(jī)技術(shù),巨形天線技術(shù),毫米波和激光通信技術(shù)以及高精度的測距、測速、定位技術(shù)。
1.2 測控通信系統(tǒng)的功能、地位和作用測控通信系統(tǒng)的功能包含跟蹤測軌、遙測、遙控和通信四個(gè)方面。
1.跟蹤測軌
測控通信系統(tǒng)的第一個(gè)功能是跟蹤測定軌,這也是它的主要功能。跟蹤測軌是指利用測量站的角度跟蹤環(huán)路、距離跟蹤環(huán)路、速度跟蹤環(huán)路對飛行器的飛行軌跡進(jìn)行跟蹤測量,TF&C中的第一個(gè)T(Tracking)即是指跟蹤測軌!败壽E”是一個(gè)統(tǒng)稱,在航天飛行器中,衛(wèi)星等航天器的無動(dòng)力飛行軌跡稱為軌道,它遵循軌道動(dòng)力學(xué)。導(dǎo)彈、火箭等有動(dòng)力飛行軌跡稱為彈道,航空器的飛行軌跡則一般稱為航跡,它遵循空氣動(dòng)力學(xué)。因此本書所述的測軌,主要是航天器的軌道測量,導(dǎo)彈的彈道測量和航空器的航跡測量。測軌又分為“外測”和“內(nèi)測”兩類:
“外測”是指利用飛行器外的設(shè)備,對飛行器的飛行軌道參數(shù)(如坐標(biāo)、速度、加速度等)進(jìn)行精密測量,與“外測”相對應(yīng)的另一種測軌方法稱為“內(nèi)測”,它是指在飛行器內(nèi)部,對某些參數(shù)進(jìn)行測量,可以計(jì)算推知飛行器的彈道變化規(guī)律,內(nèi)測數(shù)據(jù)要發(fā)回地面進(jìn)行處理、計(jì)算,內(nèi)測通常通過遙測實(shí)現(xiàn)!巴鉁y”和“內(nèi)測”是互為補(bǔ)充的,可以起到相互備份作用。
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