智能光學遙感微納衛星系統設計方法

本書分別介紹了光學遙感微納衛星和智慧微納衛星的發展現狀，光學遙感衛星設計任務分析，微納衛星系統總體設計方法，衛星系統總裝、測試及試驗方法，微納衛星系統專案實施規劃方法，並針對微納衛星系統中兩個重要的關鍵分系統，介紹了低成本、高集成度的綜合電子設計方法及微納衛星光學載荷設計方法，之後對智慧光學遙感微納衛星進行了展望。

本書知識系統完整，理論聯繫實際，緊跟時代前沿技術，對未來智慧遙感衛星系統設計具有一定的理論指導意義。本書可作為衛星系統設計、光學載荷設計、衛星產品開發人員的專業技術參考書。

第1章 概述 1
1．1　衛星光學遙感　1
1．1．1　衛星光學遙感系統組成　2
1．1．2　衛星光學遙感的分類　2
1．1．3　衛星光學遙感特點　4
1．2　光學遙感微納衛星　4
1．2．1　國外光學遙感微納衛星發展介紹　5
1．2．2　國內光學遙感微納衛星發展介紹　8
1．2．3　我國光學遙感衛星資料應用發展介紹　9
1．3　智慧微納衛星發展現狀　11
1．3．1　軟體定義衛星　11
1．3．2　人工智慧技術　14
1．4　本章小結　16

第2章 光學遙感衛星任務分析　18
2．1　衛星應用任務　19
2．1．1　應用任務的功能及性能　19
2．1．2　載荷任務分析　20
2．1．3　資料存儲及傳輸要求　24
2．2　空間環境　26
2．2．1　地球大氣環境　26
2．2．2　引力場環境　27
2．2．3　空間等離子體環境　27
2．2．4　高能粒子輻射環境　28
2．2．5　微流星體和空間碎片環境　30
2．3　大系統介面　30
2．3．1　衛星運載　30
2．3．2　衛星軌道　34
2．3．3　衛星頻率資源　40
2．4　初步總體技術指標　41
2．5　本章小結　41

第3章　微納衛星系統總體設計方法　43
3．1　衛星系統特點規劃　44
3．2　衛星總體框架設計　45
3．3　衛星技術指標設計　47
3．3．1　衛星系統技術指標　47
3．3．2　衛星分系統技術指標　48
3．4　衛星配套產品選擇　51
3．5　衛星系統結構和佈局設計方法　58
3．5．1　衛星系統坐標系的建立　58
3．5．2　衛星系統基本構型的建立　59
3．5．3　衛星系統佈局的設計　63
3．6　衛星資訊流設計　64
3．6．1　常用介面及資料格式　64
3．6．2　遙測資訊流設計　73
3．6．3　遙控資訊流設計　74
3．6．4　載荷資料資訊流設計　75
3．6．5　GIOVE-A衛星資訊流設計　76
3．7　衛星工作模式設計　78
3．7．1　衛星常用工作模式　78
3．7．2　工作模式設計　80
3．8　衛星資源預算　83
3．8．1　品質預算　83
3．8．2　能源平衡計算　84
3．8．3　通信鏈路預算　84
3．8．4　資料存儲容量及下傳能力預算　87
3．9　本章小結　89

第4章　低成本高集成度綜合電子系統設計方法　90
4．1　光學遙感微納衛星對綜合電子的需求分析　90
4．2　低成本高集成度綜合電子架構設計　92
4．3　星載電腦設計　94
4．3．1　CPU+FPGA架構設計　95
4．3．2　記憶體設計　99
4．3．3　介面單元設計　100
4．4　電源模組設計　103
4．5　本章小結　106

第5章　微納衛星光學遙感載荷　107
5．1　光學遙感載荷設計方法　108
5．1．1　光學遙感載荷詳細設計及方法　109
5．1．2　輔助測量設備介紹　128
5．1．3　衛星遙感產品　137
5．2　超解析度圖像復原技術在衛星中的應用　139
5．3　本章小結　141

第6章　衛星總裝、測試及試驗　142
6．1　衛星總裝　144
6．1．1　衛星總裝設計　145
6．1．2　衛星總裝前準備　147
6．1．3　衛星總裝集成　148
6．1．4　衛星總裝後測試　149
6．2　衛星測試　149
6．2．1　桌面聯試階段測試　150
6．2．2　裝星後整星測試　151
6．2．3　試驗過程中的測試　153
6．2．4　自動化衛星系統測試　153
6．3　衛星試驗　155
6．3．1　力學環境試驗　156
6．3．2　熱環境試驗　158
6．3．3　電磁相容環境試驗　161
6．3．4　磁試驗　163
6．4　本章小結　165

第7章　專案實施規劃方法　166
7．1　專案論證階段　166
7．2　總體設計階段　168
7．3　分系統設計階段　169
7．4　總裝試驗驗證階段　170
7．5　正樣衛星研製階段　170
7．6　在軌測試交付階段　171
7．7　本章小結　172

第8章　智慧光學遙感微納衛星展望　173
參考文獻　175

劉敏時
工學博士，山東工商學院，高級工程師。先後從事空間光學載荷技術及衛星總體技術研究、光電系統及機器視覺技術、波前探測技術研究等，作為技術負責人完成“十三五”裝備預研課題、山東省重大科技創新工程項目（省級）、“973”子課題、所自主研發課題等項目，作為主任設計師完成一箭雙星的衛星研製任務，負責多個型號載荷分系統論證、硬體型號產品研製、星載 FPGA產品研製，在軌運行穩定。