《空间交会对接测量技术及工程套用》是载人航天工程关键技术之一，是空间交会对接测量技术方面的一部专着。全书主要内容包括空间交会对接测量技术的发展与现状、空间交会对接控制原理及对测量的要求、交会雷达测量技术、雷射交会雷达测量技术、卫星导航测量技术、CCD光电成像测量技术、多感测器测量的信息综合处理技术、可靠性与安全性设计。全书在空间交会对接系统及其控制原理的基础上展开相对运动参数各种测量方法的论述，系统性强，技术专业面广，紧密联繫工程设计实际。

第1章 概论

1.1 测量技术在空间交会对接中的作用

1.1.1 空间交会对接系统的基本组成

1.1.2 空间交会对接过程及阶段的划分

1.2 国外交会对接测量技术概况及发展趋势

1.2.1 美国交会对接测量技术

1.2.2 苏联/俄罗斯交会对接测量技术

1.2.3 欧洲空间局交会对接测量技术

1.2.4 日本交会对接测量技术

1.2.5 交会对接测量技术发展趋势

1.3 测量过程及其特点

1.3.1 测量过程

1.3.2 测量系统特点

1.4 测量技术研究主要内容

1.4.1 测量感测器研究

1.4.2 测量系统研究

1.5 船载相对测量系统体制研究

1.5.1 测量系统配置原则

1.5.2 对接的初始条件

1.5.3 测量系统的主要技术要求

1.5.4 测量体制

1.5.5 测量体制分析

第2章 空间交会对接控制原理及对测量的要求

2.1 空间交会对接控制基础

2.1.1 交会对接的动力学问题

2.1.2 交会对接工程设计要点

2.1.3 交会变轨的一般方法

2.2 描述两太空飞行器相对运动的相对坐标系

2.2.1 旋转直角相对坐标系O1xByBzB（轨道相对坐标系）

2.2.2 非旋转直角相对坐标系O1xHyHzH（惯性相对坐标系）

2.2.3 瞄準线直角相对坐标系O1xAyAzA（射线直角坐标系）

2.3 两太空飞行器质心的相对运动方程

2.3.1 两太空飞行器质心运动方程的一般数学描述

2.3.2 在旋转相对坐标系中的运动方程

2.3.3 在非旋转（惯性）直角坐标系中的运动方程

2.3.4 瞄準线（射线）相对坐标系中的运动方程

2.3.5 两太空飞行器质心相对运动线性化方程的通式

2.4 自由轨道法接近控制

2.4.1 船载交会接近控制系统方案

2.4.2 自由轨道法接近控制概念

2.4.3 控制数学模型与控制程式

2.4.4 自由轨道控制的质量特性

2.5 瞄準线法接近控制

2.5.1 控制原理与控制数学模型

2.5.2 惯性平行接近法的控制规律

2.5.3 瞄準线接近控制的质量特徵

2.5.4 瞄準线接近法的校正控制

2.5.5 瞄準线接近法的硬体构成方案

2.6 飞船控制系统设计

2.6.1 飞船完成交会对接任务各飞行段的工作模式

2.6.2 飞船与空间站交会对接的轨道控制

2.6.3 飞船的GNC系统

2.7 交会对接控制对相对运动测量设备的要求

2.7.1 相对运动参数测量要求

2.7.2 测量设备温湿度环境要求

2.7.3 测量设备力学环境要求

2.7.4 测量设备其他环境要求

2.7.5 测量设备电磁兼容设计要求

第3章 交会雷达测量技术

3.1 概述

3.1.1 美国Ku波段脉冲都卜勒雷达

3.1.2 无人太空飞行器上的x波段固态雷达

3.1.3 KyPC系统

3.2 基本雷达系统

3.2.1 发射机

3.2.2 接收机

3.2.3 天线

3.2.4 数位讯号处理器

3.3 雷达方程

3.3.1 雷达距离方程

3.3.2 有应答机的雷达方程

3.4 距离和速度的测量

3.4.1 调频法测量

3.4.2 脉冲法测量

3.4.3 脉冲压缩法测量

3.5 角度的测量

3.5.1 相位法测角

3.5.2 振幅法测角

3.5.3 比幅单脉冲法测角

3.6 天线搜寻扫描交叠最佳的选择

3.7 可能採用的交会对接电波雷达型式

3.7.1 可能的雷达型式

3.7.2 脉冲雷达

3.7.3 脉冲都卜勒雷达

3.8 雷达测量精度分析

3.8.1 测距精度分析

3.8.2 测角精度分析

3.8.3 测速精度分析

第4章 雷射交会雷达测量技术

4.1 概述

4.2 雷射雷达探测技术

4.2.1 雷射雷达的特点

4.2.2 雷射器种类及特点

4.2.3 雷射的光束特性

4.2.4 雷射调製技术

4.2.5 雷射回波探测技术

4.2.6 背景辐射

4.3 雷射交会雷达测量原理及方法

4.3.1 测量基本要求

4.3.2 距离测量原理

4.3.3 速度测量原理

4.3.4 角度测量方法

4.4 雷射交会雷达的系统组成及工作原理

4.4.1 雷射雷达的主要类型

4.4.2 雷射交会雷达系统组成

4.4.3 雷射发射机

4.4.4 接收机

4.4.5 光学系统

4.4.6 终端信息处理

4.4.7 光学扫描器

4.4.8 合作目标

4.4.9 雷射雷达距离方程

4.4.1 0探测机率和虚警率

4.5 雷射交会雷达系统方案

4.5.1 雷射雷达体制分析

4.5.2 雷射交会雷达测量方法比较

4.5.3 几种典型的雷射交会雷达

4.5.4 C02相干雷射雷达

4.6 雷射交会雷达主要性能分析

4.6.1 主要关键技术

4.6.2 多合作目标对测距精度的影响

4.6.3 二维反射扫描的角度非线性

4.6.4 雷射交会雷达角跟蹤系统性能分析

4.7 数据处理与仿真技术

4.7.1 平均法

4.7.2 最小二乘法

4.7.3 α-β平滑滤波

4.8 套用前景

第5章 卫星导航测量技术

5.1 概述

5.1.1 卫星导航技术概况

5.1.2 GPs在空间交会对接中的作用

5.1.3 GPS在空间交会对接中套用的特点

5.2 GPS测量的技术基础

5.2.1 GPS组成

5.2.2 GPS测量的坐标系统

5.2.3 GPS测量的时间系统

5.2.4 卫星运动的基础知识

5.2.5 GPs的信号和导航电文

5.2.6 GPS定位的基本观测量

5.3 GPS测量的绝对定位方法

5.3.1 GPS卫星位置与速度的确定

5.3.2 GPs单站绝对定位的位置求解方法

5.3.3 GPs载体运动速度绝对测量方法

5.4 GPS测量的相对定位方法

5.4.1 测码伪距差分相对定位法

5.4.2 测相伪距差分相对定位法

5.4.3 相位差分观测值及其观测方程

5.4.4 双差观测方程的组成与求解

5.5 GPS在RVD中的套用

……

第6章 CCD光电成像测量技术

第7章 多感测器测量的信息综合处理

第8章 可靠性与安全性设计

参考文献

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神舟五号载人飞船的成功发射和圆满回收，实现了中国载人航天的历史性突破，标誌着祖国的航天事业又取得了一个具有里程碑意义的伟大成就，为我国载人航天工程的持续发展奠定了坚实的基础。

建立长期在轨运行的空间试验平台、开展有人照料的空间科学和技术实验是我国载人航天工程的后续目标，作为天地往返运输系统的载人飞船，必须具备与空间试验平台进行人员和物资交换的能力。因此，构建这样的空间工程系统，必须首先突破空间飞行器在轨交会对接技术。对两个太空飞行器之间相对位置、相对速度及相对姿态的精确测量是实现交会对接的技术关键之一，它涉及导航与控制技术、卫星定位技术、电波交会雷达测量技术、雷射交会雷达测量技术、光学成像测量技术、综合信号处理技术及数据融合等多项技术领域。本书即是讨论上述各项技术的一本专着。

本书的大部分作者是长期从事载人航天工程设计和各项测量技术研究的专家，理论基础雄厚、工程实践经验丰富。该书较全面地论述了交会对接所用的各种测量方法及测量感测器，其特点是把理论与工程实践有机地结合起来，很有实用价值，可作为从事交会对接测量技术研究的工程技术人员和高等院校教师及研究生的参考书。