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第1章 绪论1

1.1 卫星设计学1

1.1.1 工程设计学1

1.1.2 卫星设计学2

1.2 科学、技术和卫星设计4

1.2.1 科学和技术的区别4

1.2.2 技术的定义6

1.3 卫星工程系统和卫星8

1.3.1 卫星工程系统的组成8

1.3.2 卫星的主要组成10

第2章 卫星特性和卫星设计特点的讨论12

2.1 卫星特性的探讨12

2.1.1 卫星的系统性质12

2.1.2 卫星对特殊环境的适应性18

2.1.3 卫星的高度自动化性质22

2.1.4 卫星的危险品性质和安全设计23

2.1.5 卫星设计的程序性质24

2.1.6 卫星设计的创造性26

2.2 卫星设计的特点30

2.2.1 由卫星个性引发的特殊的设计问题30

2.2.2 由运载器有效载荷引发的设计特点32

2.2.3 适应外层空间环境引发出的设计特点34

2.2.4 由特殊的一次使用性引发的设计特点35

2.2.5 由小批量生产引发的设计特点36

第3章 卫星设计程序37

3.1 卫星设计程序的基本类型和通用模式40

3.1.1 卫星设计程序的基本类型40

3.1.2 卫星设计程序的通用模式43

3.2 卫星的外部设计以及任务和指标的确定50

3.2.1 卫星的外部环境50

3.2.2 卫星的外部设计52

3.3 卫星可行方案论证和设计58

3.3.1 卫星可行方案论证58

3.3.2 卫星可行方案设计60

3.4 卫星总体方案设计62

3.4.1 卫星总体设计与分系统设计的关系62

3.4.2 卫星总体方案设计的主要工作64

3.5 卫星分系统的方案设计71

3.5.1 卫星分系统设计的性质71

3.5.2 卫星分系统方案设计的主要工作72

3.6 卫星的详细设计76

3.6.1 卫星详细设计的两个阶段76

3.6.2 卫星分系统的详细设计78

3.6.3 卫星总体的详细设计80

3.7 卫星通用设计程序的进一步讨论84

3.7.1 卫星通用设计程序的简化84

3.7.2 卫星的设计评审87

第4章 卫星的设计要求90

4.1 卫星设计要求的构成92

4.1.1 卫星设计要求的要点93

4.1.2 卫星的技术和功能要求95

4.2 卫星设计要求的分析和综合100

4.2.1 层次分析综合模式100

4.2.2 目标—约束分析综合模式106

4.3 卫星设计要求的分解和确定109

4.3.1 卫星设计要求的分解109

4.3.2 卫星设计要求的权衡109

第5章 卫星总体方案设计112

5.1 卫星总体方案设计的意义112

5.1.1 卫星总体方案设计的基本点和任务112

5.1.2 卫星总体方案设计的重要性114

5.2 卫星总体方案的综合选优116

5.2.1 系统层次的综合选优116

5.2.2 卫星总体技术途径的综合选优117

5.2.3 卫星内部组成结构的综合选优119

5.3 组成卫星的分系统121

5.3.1 分解卫星组成的三种途径121

5.3.2 卫星按功能层次的分解122

5.3.3 卫星按承担功能的分解123

5.3.4 按实现功能的过程进行分解127

5.4 卫星的设计模型128

5.4.1 卫星设计模型的特性128

5.4.2 卫星总体方案的内部组成结构模型129

5.4.3 卫星总体方案的数学模型132

5.5 卫星总体设计指标的分配135

5.5.1 卫星功能分析136

5.5.2 卫星总体设计指标分配方法138

第6章 卫星轨道设计152

6.1 卫星轨道设计要求153

6.1.1 外部环境对卫星轨道设计的支持与制约154

6.1.2 卫星轨道设计的主要要求156

6.2 卫星轨道的基本概念157

6.2.1 地心赤道坐标体系157

6.2.2 地心直角坐标系159

6.2.3 卫星轨道的零级近似解160

6.2.4 卫星轨道摄动163

6.2.5 卫星轨道分类和特点165

6.3 卫星对地面的覆盖173

6.3.1 卫星的地面覆盖区173

6.3.2 卫星的地面覆盖带175

6.3.3 同轨等距卫星星座的地面覆盖带180

6.4 卫星轨道和一般星座设计的基本方法183

6.4.1 对全球覆盖的准回归、太阳同步、低高度圆轨道的确定183

6.4.2 空间基础设施轨道设计190

第7章 卫星构形设计201

7.1 卫星构形设计的任务和特点201

7.1.1 卫星构形设计的任务201

7.1.2 卫星模装202

7.1.3 卫星构形设计与卫星结构设计的区别203

7.2 卫星构形设计的基本要求204

7.2.1 实现卫星及其组成的功能要求205

7.2.2 适应外部环境和卫星工程系统限制条件和接口关系的要求205

7.2.3 实现模块式和集成式布局的要求210

7.2.4 减少来自外部和内部的各种干扰的要求211

7.2.5 其他要求212

7.3 卫星构形的类型213

7.3.1 不用整流罩和用整流罩的卫星构形213

7.3.2 不同姿态控制方式的卫星构形214

7.3.3 具有变轨功能卫星的构形217

7.3.4 不同主承力构件的卫星构形223

7.3.5 为满足特殊要求的特殊构形228

第8章 卫星可靠性设计234

8.1 卫星的可靠性235

8.1.1 卫星可靠性的定义235

8.1.2 卫星可靠性设计236

8.1.3 对卫星可靠性有重要影响的设计准则239

8.1.4 可靠性的基本概念241

8.2 卫星可靠性模型247

8.2.1 与可靠性有关的定义247

8.2.2 可靠性模型的建立250

8.2.3 串联系统可靠性数学模型252

8.2.4 并联系统可靠性数学模型254

8.2.5 可靠性串—并联组合系统259

8.2.6 “n中取k”表决系统262

8.3 卫星可靠性预测264

8.3.1 卫星可靠性指标论证和可靠性预测264

8.3.2 元器件计数可靠性预测法267

8.3.3 数学模型法268

8.3.4 上下限法273

8.4 卫星可靠性分配277

8.4.1 可靠性分配的原则277

8.4.2 串联系统可靠性分配278

8.4.3 有并联冗余的系统的可靠性分配281

8.4.4 可靠性分配的代数方法282

8.4.5 动态规划法284

8.5 卫星故障模式、影响及危害性分析287

8.5.1 概述287

8.5.2 FMEA和FMECA的基本程序和所需资料290

8.5.3 故障模式及影响分析292

8.5.4 危害性分析301

8.6 卫星故障树分析306

8.6.1 故障树的建立方法306

8.6.2 建立故障树308

8.6.3 故障树的规范化和简化313

8.6.4 故障树定性分析322

8.6.5 故障树定量分析325

第9章 卫星集同设计与设计工具的框架329

9.1 卫星集同设计及其支撑软件329

9.1.1 概述329

9.1.2 集同设计对研制工作的影响330

9.1.3 卫星集同设计进展概况331

9.1.4 数据源及支撑软件333

9.1.5 大数据技术334

9.2 空间环境及其效应的集成分析336

9.2.1 空间环境模型336

9.2.2 产品适应空间环境的设计337

9.3 卫星数字化模装339

9.3.1 卫星数字化模装流程339

9.3.2 接口数据单编写及签署339

9.3.3 三维数字化建模341

9.4 卫星集同设计实例349

9.4.1 卫星集同设计中心349

9.4.2 卫星集同设计实例350

9.5 卫星热控分系统集同设计352

9.5.1 概述352

9.5.2 卫星热分析355

9.5.3 卫星热控技术355

9.5.4 高分一号整星热控设计实例357

第10章 卫星成本估算367

10.1 卫星成本的构成367

10.1.1 卫星成本估算的重要性367

10.1.2 成本分析的基本概念368

10.2 卫星成本估算方法372

10.2.1 成本估算参照体的选择373

10.2.2 成本估算公式373

10.2.3 成本修正因子379

10.3 卫星成本数据的回归分析381

10.3.1 回归分析381

10.3.2 成本的一元线性回归382

10.3.2 成本的一元曲线回归384

第11章 卫星设计方案评价386

11.1 卫星设计方案评价的标准和步骤386

11.1.1 卫星设计方案评价的实质和标准386

11.1.2 卫星设计方案评价的体系与步骤387

11.1.3 专家组评价390

11.2 卫星设计方案的定量评价方法393

11.2.1 普通评分法393

11.2.2 层次分析法398

11.2.3 模糊综合评判法405

11.3 卫星设计方案评价示例411

参考文献418