智能光学遥感微纳卫星系统设计方法

智能光学遥感微纳卫星系统设计方法 可作为卫星系统设计、光学载荷设计、卫星产品开发人员的技术参考书，航天专业学生的技术指导书，同时，可作为广大航天科技爱好者的科普读物。

本书特色之处为两点：

（1）实用性强，知识点易接收，易理论联系实际；

本书规避晦涩的专业术语，由浅入深，可满足不同人员对专业知识的需求，本书给出了基于遥感应用需求的卫星系统总体参数确定方法，是一本完整的微纳卫星系统设计方法介绍，通过本书方法可直接用于指导开展实践工作，且卫星设计结构紧凑，成本低廉，满足智能化卫星系统要求。

（2）追踪热点，紧跟前沿，具有时代性

本书以软件定义、智能卫星等前沿卫星技术为基础，进行系统设计方法介绍，因此，本书具有前瞻性及时代性；特别的，本书还对基于深度学习理论的超分辨率遥感图像复原技术在卫星系统设计中的应用进行了专门探讨，可为后续智能光学遥感卫星系统设计提供重要参考意义。

 

本书分别介绍了光学遥感微纳卫星和智能微纳卫星的发展现状，光学遥感卫星设计任务分析，微纳卫星系统总体设计方法，卫星系统总装、测试及试验方法，微纳卫星系统项目实施规划方法，并针对微纳卫星系统中两个重要的关键分系统，介绍了低成本、高集成度的综合电子设计方法及微纳卫星光学载荷设计方法，之后对智能光学遥感微纳卫星进行了展望。

本书知识系统完整，理论联系实际，紧跟时代前沿技术，对未来智能遥感卫星系统设计具有一定的理论指导意义。本书可作为卫星系统设计、光学载荷设计、卫星产品开发人员的专业技术参考书。

刘敏时 工学博士，山东工商学院，高级工程师。先后从事空间光学载荷技术及卫星总体技术研究、光电系统及机器视觉技术、波前探测技术研究等，作为技术负责人完成“十三五”装备预研课题、山东省重大科技创新工程项目（省级）、“973”子课题、所自主研发课题等项目，作为主任设计师完成一箭双星的卫星研制任务，负责多个型号载荷分系统论证、硬件型号产品研制、星载 FPGA产品研制，在轨运行稳定。

第 1章 概述 1

1.1　卫星光学遥感　1

1.1.1　卫星光学遥感系统组成　2

1.1.2　卫星光学遥感的分类　2

1.1.3　卫星光学遥感特点　4

1.2　光学遥感微纳卫星　4

1.2.1　国外光学遥感微纳卫星发展介绍　5

1.2.2　国内光学遥感微纳卫星发展介绍　8

1.2.3　我国光学遥感卫星数据应用发展介绍　9

1.3　智能微纳卫星发展现状　11

1.3.1　软件定义卫星　11

1.3.2　人工智能技术　14

1.4　本章小结　16

第　2章 光学遥感卫星任务分析　18

2.1　卫星应用任务　19

2.1.1　应用任务的功能及性能　19

2.1.2　载荷任务分析　20

2.1.3　数据存储及传输要求　24

2.2　空间环境　26

2.2.1　地球大气环境　26

2.2.2　引力场环境　27

2.2.3　空间等离子体环境　27

2.2.4　高能粒子辐射环境　28

2.2.5　微流星体和空间碎片环境　30

2.3　大系统接口　30

2.3.1　卫星运载　30

2.3.2　卫星轨道　34

2.3.3　卫星频率资源　40

2.4　初步总体技术指标　41

2.5　本章小结　41

第3章　微纳卫星系统总体设计方法　43

3.1　卫星系统特点规划　44

3.2　卫星总体框架设计　45

3.3　卫星技术指标设计　47

3.3.1　卫星系统技术指标　47

3.3.2　卫星分系统技术指标　48

3.4　卫星配套产品选择　51

3.5　卫星系统结构和布局设计方法　58

3.5.1　卫星系统坐标系的建立　58

3.5.2　卫星系统基本构型的建立　59

3.5.3　卫星系统布局的设计　63

3.6　卫星信息流设计　64

3.6.1　常用接口及数据格式　64

3.6.2　遥测信息流设计　73

3.6.3　遥控信息流设计　74

3.6.4　载荷数据信息流设计　75

3.6.5　GIOVE-A卫星信息流设计　76

3.7　卫星工作模式设计　78

3.7.1　卫星常用工作模式　78

3.7.2　工作模式设计　80

3.8　卫星资源预算　83

3.8.1　质量预算　83

3.8.2　能源平衡计算　84

3.8.3　通信链路预算　84

3.8.4　数据存储容量及下传能力预算　87

3.9　本章小结　89

第4章　低成本高集成度综合电子系统设计方法　90

4.1　光学遥感微纳卫星对综合电子的需求分析　90

4.2　低成本高集成度综合电子架构设计　92

4.3　星载计算机设计　94

4.3.1　CPU FPGA架构设计　95

4.3.2　存储器设计　99

4.3.3　接口单元设计　100

4.4　电源模块设计　103

4.5　本章小结　106

第5章　微纳卫星光学遥感载荷　107

5.1　光学遥感载荷设计方法　108

5.1.1　光学遥感载荷详细设计及方法　109

5.1.2　辅助测量设备介绍　128

5.1.3　卫星遥感产品　137

5.2　超分辨率图像复原技术在卫星中的应用　139

5.3　本章小结　141

第6章　卫星总装、测试及试验　142

6.1　卫星总装　144

6.1.1　卫星总装设计　145

6.1.2　卫星总装前准备　147

6.1.3　卫星总装集成　148

6.1.4　卫星总装后测试　149

6.2　卫星测试　149

6.2.1　桌面联试阶段测试　150

6.2.2　装星后整星测试　151

6.2.3　试验过程中的测试　153

6.2.4　自动化卫星系统测试　153

6.3　卫星试验　155

6.3.1　力学环境试验　156

6.3.2　热环境试验　158

6.3.3　电磁兼容环境试验　161

6.3.4　磁试验　163

6.4　本章小结　165

第7章　项目实施规划方法　166

7.1　项目论证阶段　166

7.2　总体设计阶段　168

7.3　分系统设计阶段　169

7.4　总装试验验证阶段　170

7.5　正样卫星研制阶段　170

7.6　在轨测试交付阶段　171

7.7　本章小结　172

第8章　智能光学遥感微纳卫星展望　173

参考文献　175