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第1章 绪论1

1.1 航天测量船2

1.1.1 船舶总体性能和布局3

1.1.2 测控通信主要设备4

1.1.3 主要应用特点6

1.2 航天器海上测控任务7

1.2.1 航天器海上测控任务类型7

1.2.2 航天器海上测控任务阶段划分8

1.2.3 航天器海上测控任务主要技术环节9

1.3 海上测控任务分析与设计过程12

第2章 航天器的运动14

2.1 航天器的轨道14

2.1.1 航天器轨道的基本定律15

2.1.2 航天器轨道的N体问题17

2.1.3 航天器轨道的二体问题19

2.2 航天器的发射飞行26

2.2.1 航天器发射程序26

2.2.2 发射场与轨道关系28

2.2.3 发射弹道30

2.2.4 航天器发射窗口31

2.3 航天器在轨飞行33

2.3.1 静止卫星的轨道转移33

2.3.2 航天器的受摄运动35

2.3.3 摄动运动方程38

2.3.4 轨道机动38

2.4 航天器返回飞行39

2.4.1 航天器再入39

2.4.2 空气动力40

2.4.3 弹道式再入41

2.4.4 弹道-升力式再入41

2.4.5 升力式再入42

2.5 航天器轨道特性42

2.5.1 太阳同步轨道42

2.5.2 临界和冻结轨道45

2.5.3 回归轨道46

2.5.4 静止轨道49

2.6 月球探测轨道56

2.6.1 地月关系56

2.6.2 地月运动轨道类型56

2.6.3 地月运动轨道的计算方法58

2.7 飞行程序60

2.7.1 发射入轨段60

2.7.2 转移轨道段60

2.7.3 运行轨道段61

2.7.4 返回轨道段61

第3章 跟踪几何分析62

3.1 地图投影63

3.1.1 地图投影的分类63

3.1.2 长度比、面积比和角度变形66

3.1.3 等角、等面积、等距离投影70

3.1.4 正轴圆柱等角投影73

3.1.5 规则网和横断网74

3.1.6 球面透视方位投影的性质79

3.2 常用坐标系81

3.2.1 地平坐标系82

3.2.2 测站赤道坐标系82

3.2.3 地心赤道坐标系（Ⅰ）——惯性坐标系83

3.2.4 地心赤道坐标系（Ⅱ）——轨道混合坐标系84

3.2.5 地心赤道坐标系（Ⅲ）——固定地球坐标系84

3.3 测控分析的天球几何方法85

3.3.1 地面相对空间几何85

3.3.2 地面观察的卫星视运动92

3.4 测控分析的直角坐标方法96

3.4.1 星下点轨迹96

3.4.2 跟踪参数的计算100

3.5 日月的位置101

3.5.1 日月的位置计算101

3.5.2 日出、日落和地影计算103

第4章 天地信道分析107

4.1 航天器的姿态107

4.1.1 运载火箭飞行姿态107

4.1.2 航天器飞行姿态108

4.2 运载火箭的跟踪天线角计算111

4.2.1 坐标系定义112

4.2.2 各坐标系转换112

4.3 航天器的入轨姿态要求及计算114

4.3.1 入轨姿态115

4.3.2 入轨姿态的计算118

4.4 航天器天线的覆盖119

4.4.1 卫星天线波束宽度与覆盖范围119

4.4.2 卫星天线偏置安装时的覆盖范围120

4.5 无线测控信道的电平关系123

4.5.1 接收机输入端的信噪比123

4.5.2 无线信道参数的估算124

4.5.3 信号损耗125

4.5.4 接收机输入端噪声128

4.5.5 接收机输入端信号功率与工作频率的关系130

4.6 天地链路计算示例131

4.6.1 雷达方程131

4.6.2 链路分析134

第5章 约束条件分析136

5.1 跟踪性能约束136

5.1.1 满足测控弧段覆盖要求136

5.1.2 满足设备跟踪性能要求138

5.2 视角约束142

5.2.1 天线视角计算方法144

5.2.2 口面天线间遮挡详细计算145

5.3 日凌约束148

5.3.1 日凌与星蚀产生的原因148

5.3.2 日凌预报流程149

5.3.3 测控日凌分析153

5.4 其他约束条件分析154

5.4.1 通信卫星覆盖范围分析154

5.4.2 气象条件约束156

第6章 海上测控任务设计157

6.1 测量海域确定157

6.1.1 单艘测量船的海上布站157

6.1.2 测量船船队的联合布站161

6.2 测量工况设计168

6.2.1 单弧段测量工况设计168

6.2.2 基于测量工况自动化设计技术的多弧段工况设计171

6.2.3 基于模糊综合评估的测量船工况设计优化技术174

6.2.4 测量工况设计实例184

6.3 任务参数确定186

6.3.1 跟踪段次分析与参试系统工作策略确定187

6.3.2 飞行偏差管道分析与引导捕获方案确定191

6.3.3 船载测控通信设备抗浪性分析与可测控海况等级确定194

6.3.4 电磁兼容分析与锁相源频率设置195

6.3.5 船位偏差要求分析203

6.4 测量精度保证204

6.4.1 四矢量误差系统控制法的提出204

6.4.2 测量船的主要误差源206

6.4.3 四矢量误差影响分析及仿真209

6.4.4 测量精度保证215

第7章 海上测控任务仿真验证与评估217

7.1 基于STK的测控仿真验证217

7.1.1 基于STK的仿真验证简介218

7.1.2 基于STK的海上测控任务仿真与验证227

7.2 海上测控过程的仿真与验证246

7.2.1 天地接口验证246

7.2.2 船内联调251

7.2.3 测控网联调演练254

7.3 任务数据的分析与评估257

7.3.1 遥测数据的分析与评估257

7.3.2 外测数据的分析与评估257

参考文献263