卫星星座理论与设计

前言

第一章绪论

1.1卫星星座

1.2卫星星座系统概述

1.3卫星星座的关键问题

参考文献

第二章星座构型

2.1星座轨道分析

2.2典型星座构型及其描述模型

2.3Walker星座的地面轨迹

2.4星座构型状态描述

2.5星座构型与运行维持

2.6星座构型与星间链路

参考文献

第三章星座构型一体化优化设计方法

3.1星座构型一体化设计

3.2星座设计的性能测度及其一般统计方法

3.3星座设计优化模型

3.4多目标进化算法与约束处理

3.5基于序列约束边界法的约束处理方法

3.6动态分段优化控制

3.7星座多目标、多约束化优化方法

3.8优化设计实例

参考文献

第四章卫星星座系统优化设计方法

4.1星座系统优化设计

4.2星座系统设计和成本模型

4.3系统可靠性模型

4.4系统性能分析模型

4.5系统分解与协调

4.6基于协作优化方法的星座系统优化设计

4.7优化实现与结果

参考文献

第五章星座构型设计的参数偏置摄动补偿方法

5.1参数偏置摄动补偿

5.2卫星轨道摄动

5.3摄动影响下星座构型稳定性

5.4摄动影响下星座性能变化

5.5提高星座构型稳定性的参数偏置摄动补偿方法

5.6设计实例与分析

参考文献

第六章星座构型保持策略与方法

6.1星座构型控制

6.2星座构型最大容许漂移量

6.3星座构型保持控制

6.4区域覆盖星座构型保持控制

参考文献

第七章星座构型重构控制方法

7.1星座构型重构

7.2卫星失效模式及性能影响分析

7.3星座重构控制

7.4星座重构控制优化设计

7.5设计实例与分析

参考文献

第八章星座空间备份策略与设计

8.1星座空间备份

8.2星座空间备份策略设计性能模型

8.3星座空间备份策略优化设计

参考文献

第九章星座分阶段部署策略与设计

9.1分阶段部署星座设计需求与约束

9.2设计模型

9.3基于多目标进化算法的星座优化设计

9.4设计实例和分析

参考文献

第十章基于星间观测的星座自主导航系统

10.1基于星间观测的星座整网定轨的数学分析

10.2星座自主导航系统构成

10.3测量方案

10.4时间同步

10.5整网定位精度的影响因素

参考文献

第十一章基于星间观测的星座自主导航方法

11.1基于星间观测自主定轨的基本原理

11.2秩亏自由网的平差解法

11.3星座的整网定轨模型

11.4快速平差方法研究

11.5仿真结果与分析

参考文献

第十二章抗差估计理论在星座自主导航中的应用

12.1抗差估计基本概念

12.2抗差最小二乘估计

12.3几种星间测距网平差模型的抗差估计

12.4星间测距网抗差方案设计

12.5算例分析

参考文献

第十三章星间观测/星敏感器的组合导航方法

13.1星光折射间接敏感地平导航原理

13.2基于星间观测+星敏感器的导航滤波器设计

13.3组合导航系统仿真

参考文献

第十四章基于GPS星历的星座自主导航仿真试验

14.1精密轨道预推

14.2观测数据模拟

14.3导航系统仿真

参考文献

第十五章区域导航星座优化设计与控制

15.1区域导航星座设计的基本需求与约束

15.2区域导航星座优化设计

15.3区域导航星座扩充优化设计

15.4星座构型稳定性和控制策略

参考文献

第十六章天基多基地雷达系统分析与设计

16.1天基多基地雷达系统概念

16.2天基雷达覆盖模型

16.3天基多基地雷达性能分析

16.4多基地雷达星座设计

参考文献

第十七章通信星座设计

17.1椭圆轨道通信星座设计

17.2考虑频率共享约束问题的通信星座设计

参考文献

　　本书是作者关于卫星星座研究工作的系统总结，全面介绍了卫星星座的基本理论和方法，并结合实际应用，对星座设计、部署、运行控制与维持过程中面临的主要问题给出了解决途径。全书共分17章，第一章介绍了星座的基本概念、典型的星座系统以及国内外的研究进展。第二章介绍了星座的构型及动力学特性等基本理论问题。第三、四、五章分别介绍了星座的优化设计方法，包括构型设计、系统设计以及提高星座稳定性的摄动补偿设计方法等。第六、七章分别介绍了星座维持和重构控制的策略与方法。第八、九章分别介绍了星座备份和阶段部署策略和方法。第十、十一、十二、十三、十四章分别系统介绍了基于星间观测的星座自主导航方法，并利用GPS星历给出了仿真试验验证结果。第十五、十六、十七章分别给出了导航、预警、通信等星座的分析设计实例。　　本书系统介绍了卫星星座的基本理论和方法，并对星座设计、部署、运行控制与维持过程中面临的主要问题给出了解决途径。内容主要包括星座的基本概念，星座的构型及动力学特性，星座的构型设计、系统设计以及提高星座稳定性的摄动补偿设计方法，星座维持和重构控制的策略和方法，星座备份和阶段部署策略和方法，基于星间观测的星座自主导航方法，导航、预警、通信等星座的分析设计实例等。本书适合航空宇航科学与技术和控制理论与工程领域的科学研究和工程技术人员阅读，也可作为高等院校有关专业高年级本科生及研究生的教学参考书。