衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)課件

1、2021-10-20第第 1 頁(yè)頁(yè)2021-10-20第第 2 頁(yè)頁(yè)飛行器現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法飛行器現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)2021-10-20第第 3 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述2021-10-20第第 4 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述 衛(wèi)星設(shè)計(jì)衛(wèi)星設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員應(yīng)用航天動(dòng)力學(xué)、是指設(shè)計(jì)人員應(yīng)用航天動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程熱物理、工程控制論、電子結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程熱物理、工程控制論、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、推進(jìn)技術(shù)等學(xué)科知識(shí)通技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、推進(jìn)技術(shù)等學(xué)科知識(shí)通過(guò)分析綜合和創(chuàng)造思維，將設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為過(guò)分析綜合和創(chuàng)造思維，將設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為一組能完

2、整描述衛(wèi)星的參數(shù)的過(guò)程。一組能完整描述衛(wèi)星的參數(shù)的過(guò)程。2021-10-20第第 5 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)（Conceptual Design）初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)（Preliminary Design）詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)（Detail Design）外部設(shè)計(jì)外部設(shè)計(jì)2021-10-20第第 6 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述 A階段階段(可行性論證階段可行性論證階段)：完成概念設(shè)計(jì)最佳：完成概念設(shè)計(jì)最佳方案的選擇、可行性驗(yàn)證、技術(shù)解決方法的定義。方案的選擇、可行性驗(yàn)證、技術(shù)解決方法的定義。2021-10-20第第 7 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)

3、星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述 B階段階段(詳細(xì)定義階段詳細(xì)定義階段)：詳細(xì)定義系統(tǒng)和分系：詳細(xì)定義系統(tǒng)和分系統(tǒng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，產(chǎn)生分系統(tǒng)需求和設(shè)計(jì)規(guī)范，進(jìn)行統(tǒng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，產(chǎn)生分系統(tǒng)需求和設(shè)計(jì)規(guī)范，進(jìn)行關(guān)鍵部件的研制。關(guān)鍵部件的研制。2021-10-20第第 8 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述 C/D階段階段(初樣產(chǎn)品研制階段初樣產(chǎn)品研制階段)：完成所有的設(shè)：完成所有的設(shè)計(jì)和分析、準(zhǔn)備制造圖紙和特定項(xiàng)目、完成所有計(jì)和分析、準(zhǔn)備制造圖紙和特定項(xiàng)目、完成所有的開(kāi)發(fā)和定量測(cè)試以及制造飛行硬件和驗(yàn)收測(cè)試。的開(kāi)發(fā)和定量測(cè)試以及制造飛行硬件和驗(yàn)收測(cè)試。2021-10-20第第 9 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)

4、星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述 E階段階段(飛行產(chǎn)品研制階段飛行產(chǎn)品研制階段)：完成系統(tǒng)正樣設(shè)：完成系統(tǒng)正樣設(shè)計(jì)、飛行產(chǎn)品生產(chǎn)、各類(lèi)環(huán)境試驗(yàn)、發(fā)射實(shí)施和計(jì)、飛行產(chǎn)品生產(chǎn)、各類(lèi)環(huán)境試驗(yàn)、發(fā)射實(shí)施和射前測(cè)試以及在軌測(cè)試及應(yīng)用維護(hù)。射前測(cè)試以及在軌測(cè)試及應(yīng)用維護(hù)。2021-10-20第第 10 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述 衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)：廣義而言，是指以衛(wèi)星系統(tǒng)：廣義而言，是指以衛(wèi)星系統(tǒng)為對(duì)象的所有設(shè)計(jì)活動(dòng)與技術(shù)協(xié)調(diào)活動(dòng)。為對(duì)象的所有設(shè)計(jì)活動(dòng)與技術(shù)協(xié)調(diào)活動(dòng)。 狹義地講，是指在概念研究、可行性論證以狹義地講，是指在概念研究、可行性論證以及方案設(shè)計(jì)階段與衛(wèi)星系統(tǒng)有

5、關(guān)的設(shè)計(jì)活動(dòng)。及方案設(shè)計(jì)階段與衛(wèi)星系統(tǒng)有關(guān)的設(shè)計(jì)活動(dòng)。2021-10-20第第 11 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述詳細(xì)設(shè)計(jì)專(zhuān)注于每一個(gè)細(xì)節(jié)尺寸與參數(shù)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)表示出截面變化表示出截面變化概念設(shè)計(jì)僅僅是一個(gè)平面！“簡(jiǎn)單任務(wù)簡(jiǎn)單任務(wù)”？2021-10-20第第 12 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述 衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)的基本任務(wù)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：將衛(wèi)星的需：將衛(wèi)星的需求轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)要求，把設(shè)計(jì)要求具體和求轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)要求，把設(shè)計(jì)要求具體和明確為設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。選擇和確定實(shí)現(xiàn)整體功能輸明確為設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。選擇和確定實(shí)現(xiàn)整體功能輸出和適應(yīng)外部環(huán)境的衛(wèi)

6、星內(nèi)部結(jié)構(gòu)出和適應(yīng)外部環(huán)境的衛(wèi)星內(nèi)部結(jié)構(gòu) 衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)的基本點(diǎn)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)的基本點(diǎn)：獲得所需的功：獲得所需的功能和適應(yīng)外部環(huán)境。能和適應(yīng)外部環(huán)境。2021-10-20第第 13 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述（決定的費(fèi)用）（決定的費(fèi)用）（消耗的費(fèi)用）（消耗的費(fèi)用）2021-10-20第第 14 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述2021-10-20第第 15 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述2021-10-20第第 16 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述 高度的綜合性高度的綜合性 綜合考慮設(shè)計(jì)要求的各個(gè)方面，進(jìn)行不同學(xué)科綜合考慮設(shè)

7、計(jì)要求的各個(gè)方面，進(jìn)行不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)間的權(quán)衡與協(xié)調(diào)專(zhuān)業(yè)間的權(quán)衡與協(xié)調(diào) 從孤立專(zhuān)業(yè)的角度從孤立專(zhuān)業(yè)的角度氣動(dòng)力氣動(dòng)力把機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)等降低氣把機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)等降低氣動(dòng)效率的部件統(tǒng)統(tǒng)去掉！動(dòng)效率的部件統(tǒng)統(tǒng)去掉！動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置飛機(jī)？飛機(jī)？“會(huì)飛的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)飛的發(fā)動(dòng)機(jī)”？！？！重量重量重量工程師的夢(mèng)想重量工程師的夢(mèng)想航模飛機(jī)？航模飛機(jī)？布魯恩米勒布魯恩米勒2021-10-20第第 17 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 概述概述2021-10-20第第 18 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 衛(wèi)星總體性能參數(shù)的分類(lèi)與確定衛(wèi)星總體性能參數(shù)的分類(lèi)與確定 衛(wèi)星

8、質(zhì)量特性參數(shù)衛(wèi)星質(zhì)量特性參數(shù) 有效載荷性能參數(shù)有效載荷性能參數(shù) 衛(wèi)星軌道特性衛(wèi)星軌道特性2021-10-20第第 19 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 衛(wèi)星總體性能參數(shù)的分類(lèi)與確定衛(wèi)星總體性能參數(shù)的分類(lèi)與確定 衛(wèi)星電源系統(tǒng)參數(shù)衛(wèi)星電源系統(tǒng)參數(shù) 衛(wèi)星姿軌控精度參數(shù)衛(wèi)星姿軌控精度參數(shù) 著陸速度著陸速度2021-10-20第第 20 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配2021-10-20第第 21 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配2021-10-20第

9、第 22 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配2021-10-20第第 23 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 衛(wèi)星總體性能指標(biāo)的分配是將定量化表示出衛(wèi)星總體性能指標(biāo)的分配是將定量化表示出的衛(wèi)星功能或性能以及規(guī)定了的與外部環(huán)境的關(guān)的衛(wèi)星功能或性能以及規(guī)定了的與外部環(huán)境的關(guān)系，分解或轉(zhuǎn)化到各分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。系，分解或轉(zhuǎn)化到各分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。2021-10-20第第 24 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 把 衛(wèi) 星 各把 衛(wèi) 星 各項(xiàng)主要功能自項(xiàng)主

10、要功能自上而下按層次上而下按層次逐級(jí)分解為若逐級(jí)分解為若干功能成分。干功能成分。2021-10-20第第 25 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 功 能 流 程功 能 流 程圖通過(guò)對(duì)功能圖通過(guò)對(duì)功能逐級(jí)分解得到，逐級(jí)分解得到，能展示各功能能展示各功能間的時(shí)間邏輯間的時(shí)間邏輯順序關(guān)系。順序關(guān)系。1.0 生產(chǎn) 2.0 總裝和測(cè)試 3.0 發(fā)射和部署 4.0 飛行任務(wù)操作 6.0 應(yīng)急 操作 5.0 培訓(xùn) 7.0 失效報(bào)廢 或 4.1 搜索森林火災(zāi) 4.2 發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi) 4.3 跟蹤已發(fā)現(xiàn)的森林火災(zāi) 4.4 確定對(duì)地定位數(shù)據(jù) 4.5 應(yīng)急 操作 4.

11、6 確定火災(zāi)級(jí)別 與 4.4.1 估計(jì)星歷表 4.4.2 估計(jì)衛(wèi)星姿態(tài) 4.4.5 估計(jì)慣性定向矢量 4.4.6 估算地球橢球半徑 4.4.7 估計(jì)森林火災(zāi)慣性坐標(biāo) 與 與 4.4.3 估計(jì)敏感器指向誤差 與 4.4.4 修正敏感器安裝誤差 4.4.8 換算成當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo) 2021-10-20第第 26 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配2021-10-20第第 27 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 設(shè)計(jì)余量的處理：衛(wèi)星的研制過(guò)程中有設(shè)計(jì)余量的處理：衛(wèi)星的研制過(guò)程中有不可預(yù)見(jiàn)的事情發(fā)生，且隨著研

12、制工作的推不可預(yù)見(jiàn)的事情發(fā)生，且隨著研制工作的推進(jìn)和深入，部分指標(biāo)有上升趨勢(shì)，故指標(biāo)分進(jìn)和深入，部分指標(biāo)有上升趨勢(shì)，故指標(biāo)分配要留有適當(dāng)余地。配要留有適當(dāng)余地。 技術(shù)新或復(fù)雜成分多的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)余量技術(shù)新或復(fù)雜成分多的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)余量要較大要較大; ; 設(shè)計(jì)階段越靠前，設(shè)計(jì)余量要較大設(shè)計(jì)階段越靠前，設(shè)計(jì)余量要較大; ; 設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)豐富，設(shè)計(jì)余量留得適當(dāng)。設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)豐富，設(shè)計(jì)余量留得適當(dāng)。2021-10-20第第 28 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 衛(wèi)星分系統(tǒng)間存在線(xiàn)性的關(guān)系，也存在非衛(wèi)星分系統(tǒng)間存在線(xiàn)性的關(guān)系，也存在非線(xiàn)性的關(guān)系，設(shè)計(jì)指標(biāo)中

13、有加和性和相干性的線(xiàn)性的關(guān)系，設(shè)計(jì)指標(biāo)中有加和性和相干性的指標(biāo)，不同的設(shè)計(jì)指標(biāo)采用不同的分配方法：指標(biāo)，不同的設(shè)計(jì)指標(biāo)采用不同的分配方法： 有些指標(biāo)不存在分配，如衛(wèi)星軌道要素；有些指標(biāo)不存在分配，如衛(wèi)星軌道要素； 有些指標(biāo)可以直接進(jìn)行分配，如衛(wèi)星質(zhì)量有些指標(biāo)可以直接進(jìn)行分配，如衛(wèi)星質(zhì)量; ; 還有一些要經(jīng)過(guò)分析和轉(zhuǎn)換后才能分配，還有一些要經(jīng)過(guò)分析和轉(zhuǎn)換后才能分配，如衛(wèi)星的準(zhǔn)確度指標(biāo)和可靠性指標(biāo)如衛(wèi)星的準(zhǔn)確度指標(biāo)和可靠性指標(biāo); ;2021-10-20第第 29 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 總體方案的數(shù)學(xué)模型是在確定了衛(wèi)星內(nèi)總體方案的數(shù)學(xué)模型

14、是在確定了衛(wèi)星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述衛(wèi)星部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)各變量間的相互作用和因果關(guān)系，總體設(shè)計(jì)各變量間的相互作用和因果關(guān)系，用于總體設(shè)計(jì)優(yōu)化。用于總體設(shè)計(jì)優(yōu)化。 總體方案的數(shù)學(xué)模型就是把對(duì)衛(wèi)星的設(shè)總體方案的數(shù)學(xué)模型就是把對(duì)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)限制作為約束條件通過(guò)設(shè)計(jì)變量或功能計(jì)限制作為約束條件通過(guò)設(shè)計(jì)變量或功能( (性能性能) )變量的一組不等式表示出來(lái)，把最能變量的一組不等式表示出來(lái)，把最能反映主要設(shè)計(jì)要求的量做為目標(biāo)函數(shù)，形成反映主要設(shè)計(jì)要求的量做為目標(biāo)函數(shù)，形成可用數(shù)學(xué)手段求解的數(shù)學(xué)模型?？捎脭?shù)學(xué)手段求解的數(shù)學(xué)模型。2021-10-20第第 30 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)

15、星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配 設(shè)計(jì)變量：各種尺寸、軌道要素，設(shè)計(jì)變量：各種尺寸、軌道要素，m21.,xxxX 功能變量：地面分辨率、定位精度，衛(wèi)星功能功能變量：地面分辨率、定位精度，衛(wèi)星功能是衛(wèi)星內(nèi)部組成和外部環(huán)境相互作用的結(jié)果。是衛(wèi)星內(nèi)部組成和外部環(huán)境相互作用的結(jié)果。m21.,),(yyyZXYY 設(shè)計(jì)變量與功能變量之間的關(guān)系設(shè)計(jì)變量與功能變量之間的關(guān)系rjhj1,2,.,0),(YX 設(shè)計(jì)變量滿(mǎn)足約束關(guān)系，如運(yùn)載能力、壽命設(shè)計(jì)變量滿(mǎn)足約束關(guān)系，如運(yùn)載能力、壽命sii1,2,.,0)(Xgsii1,2,.,0)(|XgXR 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)1,

16、|)(),.()(1pffpRXXXXF2021-10-20第第 31 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配衛(wèi)星功能要求 確定衛(wèi)星組成 選擇變量 設(shè)計(jì)變量 X 功能變量 Y 建立分析方法 0),(YXjh 環(huán)境變量 Z 形成約束條件 0)(Xgi 選擇目標(biāo)函數(shù) pfff,.,21F 確定評(píng)價(jià)函數(shù) )(FVV 求最優(yōu)解 多學(xué)科優(yōu)化多學(xué)科優(yōu)化MDOMDO(Multidiscipinary (Multidiscipinary Optimization)Optimization)MDOeDesicipliniDesign)(多學(xué)科優(yōu)化多學(xué)科優(yōu)化結(jié)果形式如下

17、：結(jié)果形式如下：2021-10-20第第 32 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配2021-10-20第第 33 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 總體性能參數(shù)確定與分配總體性能參數(shù)確定與分配2021-10-20第第 34 頁(yè)頁(yè)2021-10-20第第 35 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì) 衛(wèi)星在外層空間實(shí)現(xiàn)對(duì)地面服務(wù)的功能，衛(wèi)星在外層空間實(shí)現(xiàn)對(duì)地面服務(wù)的功能，其前提在于使衛(wèi)星達(dá)到并運(yùn)行于某一適合任其前提在于使衛(wèi)星達(dá)到并運(yùn)行于某一適合任務(wù)需求的空間軌道。務(wù)需求的空間軌道。 由衛(wèi)星軌道和星座表征的衛(wèi)星在外層空由衛(wèi)

18、星軌道和星座表征的衛(wèi)星在外層空間的分布情況和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，決定了衛(wèi)星在外間的分布情況和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，決定了衛(wèi)星在外層空間和空間覆蓋的性能。層空間和空間覆蓋的性能。 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)與外部工程環(huán)境、運(yùn)行環(huán)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)與外部工程環(huán)境、運(yùn)行環(huán)境、返回環(huán)境以及技術(shù)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的關(guān)系密境、返回環(huán)境以及技術(shù)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的關(guān)系密切，還直接影響到衛(wèi)星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。切，還直接影響到衛(wèi)星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2021-10-20第第 36 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)2021-10-20第第 37 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)軌道軌道J2J2長(zhǎng)期攝動(dòng)長(zhǎng)期攝動(dòng)22222222

19、020,0,0,33cos ,5cos1243123sin14eeedadedidtdtdtRRddJniJ nidtpdtpRdMnnJiedtp 2021-10-20第第 38 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)軌道軌道J2J2長(zhǎng)期攝動(dòng)長(zhǎng)期攝動(dòng)2021-10-20第第 39 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)太陽(yáng)同步軌道太陽(yáng)同步軌道2021-10-20第第 40 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)太陽(yáng)同步軌道太陽(yáng)同步軌道2021-10-20第第 41 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌

20、道設(shè)計(jì)回歸軌道回歸軌道2021-10-20第第 42 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)H=700 KmPeriod 98 mini = 98.82021-10-20第第 43 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道方案設(shè)計(jì)遵循的基本原則衛(wèi)星軌道方案設(shè)計(jì)遵循的基本原則：滿(mǎn)：滿(mǎn)足衛(wèi)星執(zhí)行的航天任務(wù)的需求，適應(yīng)衛(wèi)星的足衛(wèi)星執(zhí)行的航天任務(wù)的需求，適應(yīng)衛(wèi)星的外部環(huán)境，可為衛(wèi)星及其各分系統(tǒng)的功能實(shí)外部環(huán)境，可為衛(wèi)星及其各分系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造良好的條件。現(xiàn)創(chuàng)造良好的條件。2021-10-20第第 44 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星

21、軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)：滿(mǎn)足任務(wù)需求：滿(mǎn)足任務(wù)需求 對(duì)地觀測(cè)任務(wù)對(duì)地觀測(cè)任務(wù)：高的地面分辨率，近地近圓軌：高的地面分辨率，近地近圓軌道，可見(jiàn)光成像，道，可見(jiàn)光成像，800Km左右太陽(yáng)同步軌道左右太陽(yáng)同步軌道 空間科學(xué)探測(cè)空間科學(xué)探測(cè)：探測(cè)較深遠(yuǎn)的空間，一般采用：探測(cè)較深遠(yuǎn)的空間，一般采用大偏心率橢圓軌道大偏心率橢圓軌道 通信衛(wèi)星任務(wù)通信衛(wèi)星任務(wù)：保證覆蓋大范圍，一般采用高：保證覆蓋大范圍，一般采用高軌道；為了保證連續(xù)通信，需要星座。軌道；為了保證連續(xù)通信，需要星座。2021-10-20第第 45 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道

22、設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)：滿(mǎn)足任務(wù)需求：滿(mǎn)足任務(wù)需求 導(dǎo)航衛(wèi)星任務(wù)導(dǎo)航衛(wèi)星任務(wù)：減少大氣阻力攝動(dòng)，保持多普：減少大氣阻力攝動(dòng)，保持多普勒頻移和降低傳遞誤差，選擇中高圓軌道勒頻移和降低傳遞誤差，選擇中高圓軌道 電子偵察任務(wù)電子偵察任務(wù)：兼顧定位精度和軌道壽命，選：兼顧定位精度和軌道壽命，選擇擇400-500Km近圓或圓軌道近圓或圓軌道 返回式衛(wèi)星任務(wù)返回式衛(wèi)星任務(wù)：近地圓軌道，返回時(shí)刻衛(wèi)星：近地圓軌道，返回時(shí)刻衛(wèi)星的瞬時(shí)軌道面內(nèi)包含預(yù)定的著陸場(chǎng)。的瞬時(shí)軌道面內(nèi)包含預(yù)定的著陸場(chǎng)。2021-10-20第第 46 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì) 衛(wèi)

23、星軌道設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)：滿(mǎn)足任務(wù)需求：滿(mǎn)足任務(wù)需求2021-10-20第第 47 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì) 外部環(huán)境對(duì)軌道設(shè)計(jì)的制約關(guān)系外部環(huán)境對(duì)軌道設(shè)計(jì)的制約關(guān)系 與運(yùn)載器和發(fā)射場(chǎng)的關(guān)系與運(yùn)載器和發(fā)射場(chǎng)的關(guān)系：運(yùn)載性能、費(fèi)用影：運(yùn)載性能、費(fèi)用影響衛(wèi)星的入軌方式和星上分系統(tǒng)設(shè)置；發(fā)射場(chǎng)響衛(wèi)星的入軌方式和星上分系統(tǒng)設(shè)置；發(fā)射場(chǎng)的地理位置、允許射向影響軌道和衛(wèi)星方案；的地理位置、允許射向影響軌道和衛(wèi)星方案； 與測(cè)控網(wǎng)的關(guān)系與測(cè)控網(wǎng)的關(guān)系：軌道設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮地面測(cè)：軌道設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮地面測(cè)控系統(tǒng)的布局和性能控系統(tǒng)的布局和性能 與應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)系與應(yīng)

24、用系統(tǒng)的關(guān)系：衛(wèi)星成果需傳輸或送回地：衛(wèi)星成果需傳輸或送回地面，保證成果有效地為地面利用。面，保證成果有效地為地面利用。2021-10-20第第 48 頁(yè)頁(yè)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì)衛(wèi)星總體方案設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì) 外部環(huán)境對(duì)軌道設(shè)計(jì)的制約關(guān)系外部環(huán)境對(duì)軌道設(shè)計(jì)的制約關(guān)系 與外層空間環(huán)境的關(guān)系與外層空間環(huán)境的關(guān)系：稀薄大氣對(duì)衛(wèi)星產(chǎn)生：稀薄大氣對(duì)衛(wèi)星產(chǎn)生阻力影響軌道壽命；內(nèi)、外輻射帶對(duì)衛(wèi)星造成阻力影響軌道壽命；內(nèi)、外輻射帶對(duì)衛(wèi)星造成不良影響；不良影響； 與外部技術(shù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境的關(guān)系與外部技術(shù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境的關(guān)系：衛(wèi)星成果需傳：衛(wèi)星成果需傳輸或送回地面，保證成果有效地為地面利用。輸或送回地面，保證成果有效地為地面利用。2