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第1章　概论1

1.1 深空探测1

1.1.1　深空探测的含义1

1.1.2　深空探测的历程2

1.1.3　深空探测活动的构成7

1.2　深空测控通信系统的地位、作用和特点10

1.2.1　深空测控通信系统的地位、作用10

1.2.2　深空测控通信系统的特点11

1.3　深空测控通信系统的组成14

1.3.1　深空测控站15

1.3.2　信号与数据处理中心16

1.3.3　任务操作控制中心16

1.3.4　地面通信网络17

第2章　深空探测时间与坐标系统18

2.1 深空测控时间系统18

2.1.1　常用时间系统18

2.1.2　典型时间系统间的转换20

2.2　深空探测坐标系统23

2.2.1　协议惯性参考系23

2.2.2　协议地球参考系24

2.2.3　参考架之间的转换24

2.3　行星和月球探测的坐标系统27

2.3.1 IAU行星固连坐标系的定义27

2.3.2　行星／月球固连坐标系到空固坐标系的转换矩阵TB及其时间导数27

2.3.3　着陆航天器的空固位置、速度和加速度矢量29

2.3.4　IAU月固坐标系的定义30

2.3.5　月面坐标系32

第3章　深空探测的轨道动力学35

3.1　太阳系行星的特征35

3.1.1　月球运行规律35

3.1.2　火星运行规律41

3.1.3　太阳系行星的引力范围43

3.2　太阳系行星探测轨道设计46

3.2.1　月球探测轨道46

3.2.2　火星探测轨道58

3.2.3　小行星探测轨道77

第4章　深空网95

4.1　概述95

4.2　深空网布局98

4.3　深空网频段104

4.4　深空站站址105

4.5　深空测控设备111

4.5.1　NASA的深空设备111

4.5.2　ESA的深空设备113

4.5.3　俄罗斯的深空设备114

4.5.4　日本的深空设备116

4.5.5　印度的深空设备116

4.5.6　目前深空设备的特点119

4.6　对我国深空网的建议122

4.6.1　我国深空测控网布局建议123

4.6.2　深空站的设计建议123

第5章　深空探测器无线电测量技术126

5.1　高精度测距测速126

5.1.1　测距126

5.1.2　测速138

5.2　△VLBI深空导航技术142

5.2.1 △VLBI的导航原理142

5.2.2　对射电源的VLBI测量技术145

5.2.3　DOD/DOR测量技术158

5.2.4　△DOR精度估计164

5.2.5　深空无线电跟踪技术的前景166

5.3 同波束干涉测量技术167

5.3.1　SBI测量技术基本原理167

5.3.2　国外技术现状168

5.3.3　双探测器SBI测量的约束条件169

5.3.4　测量数据采集与处理方法170

5.3.5　SBI测量技术的精度分析173

5.3.6　对中俄火星探测的SBI定轨仿真分析175

5.4　连线干涉仪177

5.4.1　相位延迟观测量177

5.4.2　CEI观测的误差来源178

5.4.3 e-VLBI技术181

5.5　星间测量技术181

5.5.1　相对距离测量方法181

5.5.2　同频组网相对测量技术184

第6章　深空通信技术186

6.1 调制技术187

6.1.1　移相键控187

6.1.2　移频键控197

6.1.3　高阶调制203

6.1.4　抗干扰调制方式207

6.1.5　同步、基带成形和扰码210

6.1.6　空间通信调制技术的发展212

6.2　编码技术214

6.2.1　差错控制编码概述214

6.2.2　卷积码215

6.2.3　RS码217

6.2.4　级联码217

6.2.5　Turbo码218

6.2.6 LDPC码222

6.3　数据压缩224

6.3.1　数据压缩的概念224

6.3.2　数据压缩的类型224

6.3.3　数据压缩的基本原理225

6.3.4　常见数据压缩方法分类225

6.3.5　数据压缩技术的标准226

6.3.6　常见数据压缩方法229

第7章　深空操作237

7.1　深空任务操作237

7.1.1　深空任务操作概念237

7.1.2　深空任务分析与计划241

7.1.3　深空任务导航249

7.1.4　深空探测器的遥操作260

7.2　交互支持265

7.2.1　交互支持的概念及CCSDS建议265

7.2.2　用于深空任务的空间数据链路协议267

7.2.3　SLE的概念270

7.2.4　SLE的数据传输271

7.2.5　SLE的结构模型277

7.2.6　SLE的业务管理282

7.2.7　交互支持的应用举例287

第8章　深空测控通信技术的发展趋势291

8.1　天线组阵技术291

8.1.1　概述291

8.1.2　天线组阵的基本方案和相关算法292

8.1.3　软件仿真及原理性试验结果297

8.1.4　天线组阵技术未来的发展301

8.2　深空光通信技术302

8.2.1　深空光通信的概念及其优势302

8.2.2　深空光通信系统的技术方案303

8.2.3　深空光通信技术现状306

8.2.4　深空光通信发展趋势及关键技术309

8.3　行星际网络310

8.3.1　行星际网络体系结构310

8.3.2　行星际网络的特点及现有网络技术的局限性311

8.3.3　容延迟网络的设计思想及技术体系313

8.3.4　行星际网络关键技术317

8.4　行星无线电科学探测技术317

8.4.1　概述317

8.4.2　基本技术和原理318

8.4.3　行星大气无线电掩星观测技术应用320

8.4.4　行星无线电科学探测的关键技术和未来展望320

附录A　JPL的行星／月球历表323

参考文献326