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第1篇 在轨服务类技术验证飞行器 3

第1章 XSS试验卫星系列（XSS） 3

1.1 引言 3

1.2 XSS-10试验小卫星 3

1.2.1 XSS-10小卫星概况 4

1.2.2 发射 5

1.2.3 RF无线通信 5

1.2.4 24 h任务的试验方案 5

1.2.5 传感器／系统组成 6

1.3 XSS-11试验小卫星 8

1.3.1 XSS-11小卫星概况 8

1.3.2 发射 9

1.3.3 任务状态 9

1.3.4 系统组成 10

1.4 XSS-12系统 13

1.4.1 XSS-12A 13

1.4.2 XSS-12B 14

参考文献 15

第2章 自主交会技术验证（DART） 16

2.1 引言 16

2.2 DART航天器与MUBLCOM卫星 17

2.3 发射 18

2.4 DART航天器与一个被动目标飞行器之间的交会机动 19

2.4.1 初始轨道阶段 19

2.4.2 交会阶段 19

2.4.3 逼近操作阶段 19

2.4.4 撤离阶段 20

2.5 地面的监控 20

2.6 背景 21

2.7 DART传感器补充说明 21

2.8 DART航天器的交会机动任务过早结束 22

参考文献 24

第3章 工程试验卫星七号（ETS-7） 25

3.1 引言 25

3.2 航天器 25

3.3 射频通信系统 26

3.4 机器人系统 27

3.5 发射 29

3.6 ETS任务背景介绍 29

3.7 交会对接试验（RVD） 30

3.8 空间机器人试验（RBT） 31

3.9 任务完成情况 32

参考文献 34

第4章 轨道快车（Orbital Express） 36

4.1 引言 36

4.2 轨道快车计划卫星系统组成 36

4.2.1 Astro卫星 36

4.2.2 NextSat卫星 38

4.2.3 Astro和NextSat卫星间对接机构 39

4.3 轨道快车计划飞行演示验证试验情况 40

4.3.1 飞行演示验证试验目标 40

4.3.2 飞行演示验证试验情况 40

4.3.3 飞行试验首次验证的关键技术 42

4.4 轨道快车技术的潜在军事应用 44

参考文献 46

第2篇 导航通信类技术验证飞行器 49

第5章 伽利略在轨验证单元（GIOVE） 49

5.1 引言 49

5.2 GIOVE系统构架 49

5.3 用户接收部分 50

5.4 伽利略星座空间部分 51

5.5 伽利略在轨验证卫星-A 52

5.5.1 飞行器介绍 52

5.5.2 任务情况 55

5.5.3 轨道 56

5.6 伽利略在轨验证卫星-B 56

5.6.1 飞行器 57

5.6.2 发射 59

5.6.3 轨道 59

5.7 伽利略和GIOVE计划的背景 59

参考文献 62

第6章 先进通信技术卫星（ACTS） 64

6.1 引言 64

6.2 发射情况 64

6.3 技术介绍 64

6.4 任务情况 65

6.5 卫星 65

6.6 地面设备 69

6.7 ACTS通信载荷 69

6.7.1 多波束天线（MBA） 70

6.7.2 基带处理器（BBP） 71

6.7.3 微波开关矩阵（MSM） 71

6.8 技术试验 72

6.9 项目背景 73

参考文献 75

第7章 通信／导航中断预报系统（C/NOFS） 77

7.1 引言 77

7.2 飞行器 79

7.3 传感器部分 81

7.3.1 VEFI（矢量电场仪） 82

7.3.2 中性离子动力学特性测量仪（CINDI） 83

7.3.3 C/NOFS带电离层检测的掩星接收器（CORISS） 84

7.3.4 数字式离子偏移表（DIDM） 86

7.3.5 相干无线电地形测量试验（CERTO） 87

7.3.6 平面朗缪尔探针（PLP） 87

7.4 地面部分 88

参考文献 89

第8章 第二代铱星（Iridium Next） 91

8.1 第二代铱星 91

8.1.1 背景介绍 92

8.1.2 有效载荷数据处理 92

8.1.3 铱星传感器格 92

8.2 空间部分 93

8.3 有效载荷任务 94

8.4 GEOScan组织及GEOScan载荷任务 96

8.4.1 背景介绍 96

8.4.2 GEOScan科学目标 96

8.4.3 总电子密度传感器（CTECS） 97

8.4.4 地球辐射计 98

8.4.5 地球观测光谱仪（CEOS） 98

8.4.6 多谱微相机成像仪（MMI） 99

8.4.7 地球辐射带放射线剂量计 100

8.4.8 MEMS加速度计 100

8.4.9 GEOScan通信 101

8.5 广播式自动相关监测（ADS-B） 101

参考文献 103

第3篇 预警监视类技术验证飞行器 109

第9章 弹道中段空间试验卫星（MSX） 109

9.1 引言 109

9.2 飞行器方案 110

9.3 分系统方案 111

9.3.1 姿态确定和控制子系统（ADCS） 111

9.3.2 电源子系统（EPS） 112

9.3.3 指令和数据处理子系统（C＆DHS） 112

9.3.4 目标跟踪功能部分 112

9.3.5 射频通信部分 114

9.4 发射试验 115

9.4.1 轨道 115

9.4.2 任务情况 115

9.4.3 结论评价 115

9.5 MSX地面系统 117

参考文献 118

第10章 天基空间监视系统（SBSS） 120

10.1 引言 120

10.2 任务情况 120

10.3 SBSS-1探路者计划 123

10.3.1 飞行器 123

10.3.2 任务状态 124

10.3.3 SBV 125

10.3.4 地面部分 126

10.4 SBSS系统的性能 127

10.4.1 成像能力 127

10.4.2 定轨精度 127

10.4.3 深空目标的监视能力 127

10.4.4 目标编目的更新周期短 128

10.5 SBSS系统的军事应用 128

10.5.1 监视各种太空威胁 128

10.5.2 反卫星攻击 128

10.6 小结 129

参考文献 130

第11章 加拿大太空监视卫星（Sapphire） 132

11.1 引言 132

11.2 任务情况 132

11.3 系统概述 133

11.4 系统组成 135

11.5 飞行器 136

11.6 探测系统 137

11.6.1 光学成像子系统（OIS） 137

11.6.2 地面部分 138

11.7 小结 138

参考文献 139

第12章 近地目标监视卫星（NEOSSat） 140

12.1 引言 140

12.2 项目总目标 140

12.3 NESS任务 141

12.4 HEOSS任务 141

12.5 任务平台 142

12.6 地面部分 146

参考文献 148

第13章 双光谱红外探测卫星（BIRD） 149

13.1 引言 149

13.2 航天器 149

13.3 发射情况 151

13.4 操作模式 151

13.5 轨道 152

13.6 任务情况 152

13.7 技术演示验证 153

13.8 探测器 155

13.8.1 热点识别探测器（HSRS） 155

13.8.2 可见光广角立体扫描仪（WAOSS-B） 156

13.8.3 高分辨率光学探测器（HORUS） 157

参考文献 158

第4篇 对地侦察类技术验证飞行器 163

第14章 地球眼-1（GeoEye-1） 163

14.1 引言 163

14.2 GeoEye-1卫星 164

14.3 任务状态 166

14.4 传感器GIS 168

14.5 地面系统 170

14.6 GeoEye-1卫星发展历史 170

参考文献 172

第15章 快鸟-2（QuickBird-2） 174

15.1 引言 174

15.2 快鸟-2卫星 175

15.3 任务情况 177

15.4 探测器（BGIS 2000） 178

15.5 快鸟卫星历史 180

15.6 快鸟-2数据应用 180

参考文献 182

第16章 世界景象卫星系列（WorldView系列） 184

16.1 引言 184

16.2 WorldView-1卫星 184

16.2.1 卫星平台 184

16.2.2 有效载荷 186

16.2.3 任务情况 188

16.3 WorldView-2卫星 188

16.3.1 卫星平台 189

16.3.2 有效载荷 191

16.3.3 任务执行情况 193

参考文献 195

第17章 先进地球观测卫星（ADEOS） 196

17.1 引言 196

17.2 卫星 196

17.3 传感器介绍 199

17.3.1 海洋水色和温度扫描仪（OCTS） 199

17.3.2 先进可见光和近红外辐射计（AVNIR） 199

17.3.3 美国国家航空航天局散射计（NSCAT） 201

17.3.4 臭氧总量测绘仪（TOMS） 202

17.3.5 地球反射偏振和方向性探测仪（POLDER） 204

参考文献 206

第5篇 环境探测类技术验证飞行器 211

第18章 轨道碳观测卫星（OCO） 211

18.1 引言 211

18.2 总体方案 211

18.3 发射情况 213

18.4 轨道 213

18.5 射频通信 214

18.6 探测器 214

18.6.1 OCO探测器 214

18.6.2 探测器校准 217

18.7 地面探测情况 219

参考文献 220

第19章 空间天气探测卫星（CINEMA） 221

19.1 引言 221

19.2 总体方案 222

19.2.1 总体介绍 222

19.2.2 姿控系统 222

19.2.3 电源子系统（EPS） 224

19.2.4 射频通信子系统 224

19.3 任务情况 225

19.4 轨道 225

19.5 探测器 225

19.5.1 高能电子、离子、中性物探测器（STEIN） 225

19.5.2 磁强计（MAGIC） 228

参考文献 230

第20章 拖曳力及中性大气密度探测卫星（DANDE） 232

20.1 引言 232

20.2 任务情况 233

20.3 总体方案 234

20.4 分离系统 235

20.5 姿控系统 236

20.6 通信系统 236

20.7 探测系统 236

20.7.1 加速度计组件（ACC） 238

20.7.2 风和温度光谱仪（WTS） 238

20.8 小结 240

参考文献 241

第21章 冰、云和大陆高程探测卫星（ICESat） 242

21.1 引言 242

21.2 总体方案 242

21.3 发射情况 244

21.4 无线电通信 244

21.5 轨道 245

21.6 任务情况 246

21.7 探测器 248

21.7.1 地球科学激光高度计（GLAS） 248

21.7.2 GPS接收机 250

21.7.3 回波探测器（RRA） 251

21.8 冰、云和大陆高程探测卫星系列主要目标 251

参考文献 253

第6篇 其他新技术验证飞行器 257

第22章 技术验证小卫星-4（SDS-4） 257

22.1 引言 257

22.2 航天器 257

22.2.1 姿态与轨道控制子系统（AOCS） 259

22.2.2 电源子系统（EPS） 260

22.2.3 数据处理子系统（DHS） 260

22.2.4 热控子系统（TCS） 260

22.2.5 射频通信 260

22.2.6 发射 261

22.2.7 轨道 261

22.3 试验说明 261

22.3.1 星载船舶自动识别系统试验（SPAISE） 261

22.3.2 平板热管在轨试验（FOX） 265

22.3.3 石英晶体微量天平（QCM） 265

22.3.4 空间材料在轨试验（IST） 266

22.3.5 振荡结构的陀螺仪组件（VSGA） 266

参考文献 268

第23章 纳星一号（NANOSAT-1） 269

23.1 引言 269

23.1.1 射频通信模块 269

23.1.2 轨道 271

23.2 任务情况 271

23.3 敏感器试验 273

23.3.1 姿态控制子系统（ACS） 273

23.3.2 地球磁性纳米传感器 273

23.3.3 磁光设备 274

23.3.4 太阳敏感器 275

23.4 星内光无线（OWLS）通信试验 276

23.4.1 磁强计连接 276

23.4.2 OWLS OBC连接 276

参考文献 279

第24章 高级研究和全球观测卫星（ARGOS） 281

24.1 引言 281

24.2 航天器 281

24.3 发射 282

24.4 任务情况 282

24.5 试验介绍 283

24.5.1 高温超导空间试验Ⅱ（HTSSE-Ⅱ） 283

24.5.2 极紫外成像光谱仪（EUVIP） 285

24.5.3 非常规恒星特征试验（USA） 285

24.5.4 电推进空间试验（ESEX） 287

24.5.5 空间尘埃试验（SPADUS） 288

24.5.6 临界电离速度（CIV） 289

24.5.7 高分辨率辉光／极光光谱（HIRAAS） 289

24.5.8 电离层全球成像仪（GIMI） 291

24.5.9 相干无线电地形测量试验（CERTO） 292

参考文献 293

第25章 星上自主计划-2（PROBA-2） 295

25.1 引言 295

25.2 飞行器总体及子系统 296

25.2.1 飞行器总体 296

25.2.2 先进数据和电源管理系统（ADPMS） 296

25.2.3 姿态与轨道控制子系统（AOCS） 299

25.2.4 反作用飞轮 300

25.2.5 菲尼克斯（Phoenix）GPS接收机 300

25.2.6 GPS空间接收机 300

25.2.7 电源系统 301

25.2.8 固体推进剂冷气发生器（SPCGG） 301

25.2.9 星载计算机（OBC） 302

25.3 发射任务 305

25.4 在轨任务情况 305

参考文献 306

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