航天技术概论第9章(哈工大版).ppt

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6.1遥测,遥测：

将航天器上的各种信息（被测物理量）变成电信号，并以无线电波的形式传到地面接收站，经接收、解调处理后还原成各种信息，为人们提供飞行中卫星的各种状况和数据。

第6章航天器的遥测遥控及测控站,第6章航天器的遥测遥控及测控站,遥测过程,多路信息传输定义：

一条信息传输通道传输多个参数。

（1）频分制：

利用频率范围的不同而区分不同的信号。

采用微波的L波段（12GHz）、S波段（24GHz）无线电规则：

15251535MHz（地到星）20252110MHz（地到星，星到星）22002290MHz（星到地，星到星）

（2）时分制：

利用时段的不同而区分不同的信号。

第6章航天器的遥测遥控及测控站,6.2遥控遥控过程,遥控与遥测的联系,遥控与遥测的不同点

（1）信息的传输方向不同

（2）信息形式不同（3）设备上的区别,第6章航天器的遥测遥控及测控站,第6章航天器的遥测遥控及测控站,USB测控系统统一S波段（USB，UnifiedS-Band）航天测控网是指使用S波段的微波统一测控系统。

这里的微波统一测控系统是指利用公共射频信道，将航天器的跟踪测轨、遥测、遥控和天地通信等功能合成一体的无线电测控系统。

微波统一系统的基本工作原理是：

将各种信息先分別调制在不同频率的副载波上然后相加共同调制到一个载波上发出；在接收端先对载波解调然后用不同频率的滤波器将各副载波分开：

解调各副载信号使得到发送时的原始信息。

微波统一测控系统一般由天线跟踪/角测量系统、发射系统、接收系统、遥测终端、遥控终端、测距/测速终端、时/频终端、监控系统、远程监控或数据传输设备以及其它附属设备组成。

6.3测轨原理轨道测量：

测量飞行器与观测站间的相对速度，角度、距离，并将测量值和观测时间一起记录下来。

轨道测量方法：

光学测轨和无线电测轨。

测速原理多普勒效应：

当一个发出某一稳定频率的波的物体与观测者有相对运动时，观测者观测到该物体发出的波动频率是变化的。

第6章航天器的遥测遥控及测控站,测角原理方位角A：

航天器在地面上的投影S与地面站的连线GS与通过地面站正北方向的夹角。

仰角Z：

航天器与地面站的连线GS与地平面之间的夹角。

测量方法：

（1）干涉仪法；

（2）定向天线测角法,第6章航天器的遥测遥控及测控站,a干涉仪法在相距l的两点R1，R2配置无线电波接收站，飞行器S发出的无线电波由于R1和R2两点的距离不一样，即到达R2时多走d距离，两点上接收的时间有差t，可算出d=Ct。

由此可求出OS与R1，R2连线间的夹角。

这个角并不仰角，而是飞行器与地面连线和基线的夹角，是与方位角、仰角、以及基线方向有关的夹角。

b定向天线测角法把地面接收天线的方向图做得尖锐，它只能在很窄的束状范围内接收到飞行器发射的无线电波。

当天线的波束做得很窄，可以根据天线波束的轴线所对准的方向来确定方位角和仰角。

这种方法可以快速、实时、直接测出飞行器的角度；但是测量精度不如干涉仪法。

第6章航天器的遥测遥控及测控站,测距原理测量波动信号运行时间。

信号电磁波；激光。

脉冲信号收，发脉冲的时间差t；连续信号载有低频信号,脉冲测距,连续波测距,第6章航天器的遥测遥控及测控站,第6章航天器的遥测遥控及测控站,第6章航天器的遥测遥控及测控站,a轨道倾角；b飞行器入轨点的星下点附近；c飞行器返回段星下点附近；d移动测控站：

活动地面站和测控船。

神舟任务：

16个测控站=12个地面站+4艘“远望”；天宫，一艘；神8，三艘2通讯方式a实时：

工作时间短；b延时重发：

数据量大，不实时；c跟踪和数据中继卫星：

全轨测控。

3控制中心管理测控网。

汇集各站测量数据并进行计算分析，报告飞行情况，并根据需要命令有关地面站对飞行器实施控制。

控制中心由大型计算机，视频设备，记录，通讯，后勤等设备组成。

设有飞行器监控大厅，可使各级测控人员及时了解飞行器情况，发出对飞行器的控制命令和指令。

（西安卫星测控中心，北京航天指挥控制中心）,第6章航天器的遥测遥控及测控站,4通信、授时间勤务系统通信勤务系统是连接各站之间与中心站的通信联系。

包括有测量和通信数据的传递，通信和调度电话，其方式通常是有线通信和无线通信两种。

时间统一勤务系统是保证各站之间及各站与计算控制中心之间的时间统一；这是计算精确的卫星轨道以及各种数据的相应精确时刻的需要。

地面站采用本国授时台发布的定时基准信号；这些信号是经过短波或长波播送的。

短波误差大，所以目前大部分采用长波播送。

第7章航天器的返回,从运行轨道到达稠密大气层，称为“再入”、“进入”返回飞行器再入，并安全着击的全过程。

返回式飞行器照像侦察，生物，载入飞船，航天飞机，探测器高难度精确再入，防热，过载，安全回收7.1返回方案,第7章航天器的返回,1）反推力减速；2）大气阻力减速,大气密度，v速度，C0阻力系数，S迎面面积,从大于7km/s，在几倍至几十倍重力的阻力作用下减速到200m/s左右（15km高），然后用降落伞减速或滑翔者陆。

7.2返回式航天器的分类,第7章航天器的返回,按动力学特征来分：

升阻比=升力系数/阻力系数a.弹道式升阻比为零的飞行器，只有阻力，升力为可忽略，一般为钝头旋转体，我国返回式卫星，苏“东方号”、美“水星”。

特点：

以弹道式路径返回，落点不可调，散布大，过载大，简单，易实现。

b.半弹道式升阻比大于零小于0.5，控制飞行器滚转角，可改变升力方向，调整落点，美“双子星座”，苏“联盟”飞船，中“神舟”特点：

落点准确，过载小，4-5gc.升力式升阻比在0.5-1.3间升力体，大于1.3有翼飞行器，有翼飞行器可滑翔飞行，水平着陆，过载1-2g，升力体式性能介于有翼式与半弹道式之间。

美“航天飞机”,第7章航天器的返回,第7章航天器的返回,第7章航天器的返回,第7章航天器的返回,7.4回收系统1着陆（垂直）15km以下时，采用降落伞减速体积小，质量轻，阻力大，可靠性高，无法控制（可操纵翼伞研制中），减速伞在9km时开，速度到80m/s，7km开主伞，至着陆。

着地速度：

载人6m/s（地），10m/s（水），无人15m/s。

载人可用缓冲火箭，1.5m高时工作（先抛底盖），可接近零速度着陆，陆地返回均采用。

2回收弹道式/半弹道式飞行器落点散布面大，为及时发现，航天器采用标位装置，天线电信标机，海水染色剂，发烟，闪光，金属丝云，供地面机载（或车、船）设备搜索。

7.5防热结构返回的关键技术防热（中国第一颗，高温烧坏伞舱，无伞着陆，航天飞机：

美式1600，“暴风雪”1200，）,1几何外形短粗，钝头球形、钟形，形成脱体激波，使98%的热量散在空气中。

（500kg质量返回，动能全部为热时，3%即可将0500kg钢熔化）2.防热方法限制舱内温升a.热沉法利用非消融性高热容量材料防热。

采用钢、铍等高比热，导热性好，熔点高，指标单位面积热容量,第7章航天器的返回,第7章航天器的返回,b.辐射法耐热高辐射率材料，镍、铌、钼，用于较高热量处c.烧蚀法固态高分子材料：

高温，气化，升华，分解，吸收热量玻璃钢，尼龙酚塑料，用于头部最热部，不能重复使用。

化，升华，分解，吸收d.阻热法耐高温，低传导率材料特种陶瓷，碳纤维复合材料。

0.5-6cm厚陶瓷片，防1200,第7章航天器的返回,课堂练习天宫一号、神舟八号航天器分别是什么时间发射的？

它们间的第一次交会对接是什么时候完成的？