第1章 緒 論 ……………………………………………………… 1
1 . 1 航天遙測繫統概念 …………………………………………… 1
1 . 2 航天遙測發展歷程 …………………………………………… 2
1 . 2 . 1 遙測技術的發展 ………………………………………… 2
1 . 2 . 2 我國遙測繫統的發展 …………………………………… 4
1 . 2 . 3 遙測繫統的未來發展 …………………………………… 5
1 . 3 現代航天遙測繫統組成 ……………………………………… 7
1 . 3 . 1 數據采集 ………………………………………………… 8
1 . 3 . 2 數據傳輸 ………………………………………………… 9
1 . 3 . 3 數據處理、 顯示及記錄 ……………………………… 1 1
1 . 4 現代航天遙測繫統分類 …………………………………… 1 1
1 . 5 現代航天遙測繫統特點 …………………………………… 1 3
1 . 6 航天遙測繫統作用 ………………………………………… 1 4
參考文獻 …………………………………………………………… 1 7
第2章 航天遙測技術基礎 ………………………………………… 1 8
2 . 1 參數測量及數據采集 ……………………………………… 1 8
2 . 1 . 1 信息與信息量 ………………………………………… 1 8
2 . 1 . 2 信號的描述及分類 …………………………………… 1 9
2 . 2 信息論簡述 ………………………………………………… 2 3
2 . 2 . 1 參數測量 ……………………………………………… 2 3
2 . 2 . 2 數據采集 ……………………………………………… 2 4
2 . 3 信息編碼 …………………………………………………… 2 8
目 錄
·8 ·
2 . 3 . 1 信源編碼 ……………………………………………… 2 8
2 . 3 . 2 信源加密 ……………………………………………… 3 6
2 . 3 . 3 信道編碼 ……………………………………………… 5 4
2 . 4 遙測傳輸鏈路基礎 ………………………………………… 6 7
2 . 4 . 1 傳輸方程 ……………………………………………… 6 7
2 . 4 . 2 噪聲分析 ……………………………………………… 6 9
2 . 4 . 3 遙測傳輸鏈路設計 …………………………………… 7 5
2 . 5 信號調制與檢測 …………………………………………… 7 6
2 . 5 . 1 信號調制 ……………………………………………… 7 6
2 . 5 . 2 遙測信號復用 ………………………………………… 9 7
2 . 5 . 3 遙測信號檢測 ………………………………………… 1 0 0
2 . 5 . 4 遙測信號同步 ………………………………………… 1 0 8
參考文獻 ………………………………………………………… 1 1 4
第3章 現代航天遙測繫統 ……………………………………… 1 1 6
3 . 1 概述 ………………………………………………………… 1 1 6
3 . 1 . 1 航天遙測繫統的發展演變 …………………………… 1 1 6
3 . 1 . 2 現代遙測需解決的問題及未來發展趨勢 …………… 1 2 7
3 . 2 繫統工作原理 ……………………………………………… 1 3 1
3 . 2 . 1 遙測發送端 …………………………………………… 1 3 1
3 . 2 . 2 遙測接收端 …………………………………………… 1 3 1
3 . 2 . 3 遙測繫統信息傳輸模型 ……………………………… 1 3 7
3 . 3 繫統總體設計 ……………………………………………… 1 3 9
3 . 3 . 1 航天器軌道與空間環境 ……………………………… 1 3 9
3 . 3 . 2 測量需求分析 ………………………………………… 1 5 7
3 . 3 . 3 遙測數據率論證 ……………………………………… 1 5 8
3 . 3 . 4 傳輸體制選擇 ………………………………………… 1 6 0
3 . 3 . 5 傳輸頻率選擇 ………………………………………… 1 6 2
3 . 3 . 6 鏈路設計 ……………………………………………… 1 6 8
3 . 3 . 7 六性設計 ……………………………………………… 1 7 5
現代航天遙測技術
·9 ·
3 . 4 導彈火箭遙測繫統 ………………………………………… 2 0 9
3 . 4 . 1 導彈火箭遙測繫統的作用 …………………………… 2 1 0
3 . 4 . 2 導彈火箭遙測的特點 ………………………………… 2 1 1
3 . 4 . 3 測量與傳輸體制 ……………………………………… 2 1 4
3 . 4 . 4 導彈火箭遙測繫統組成和工作原理 ………………… 2 4 8
3 . 4 . 5 導彈火箭遙測繫統設計中的若干問題 ……………… 2 4 9
3 . 4 . 6 再入遙測繫統 ………………………………………… 2 6 3
3 . 5 衛星飛船遙測繫統 ………………………………………… 2 7 6
3 . 5 . 1 衛星飛船遙測繫統的作用 …………………………… 2 7 7
3 . 5 . 2 衛星飛船遙測的特點 ………………………………… 2 7 7
3 . 5 . 3 遙測體制的選擇 ……………………………………… 2 7 8
3 . 5 . 4 繫統組成和工作原理 ………………………………… 2 8 0
3 . 5 . 5 衛星飛船遙測繫統設計中的若干問題 ……………… 2 8 6
3 . 6 臨近空間遙測繫統 ………………………………………… 2 8 8
3 . 6 . 1 臨近空間遙測繫統的作用 …………………………… 2 8 8
3 . 6 . 2 臨近空間遙測的特點 ………………………………… 2 8 8
3 . 6 . 3 遙測體制的選擇 ……………………………………… 2 9 0
3 . 6 . 4 繫統組成和工作原理 ………………………………… 2 9 6
3 . 6 . 5 臨近空間遙測繫統設計中的若干問題 ……………… 2 9 7
3 . 7 深空遙測繫統 ……………………………………………… 3 0 2
3 . 7 . 1 深空遙測繫統的作用 ………………………………… 3 0 2
3 . 7 . 2 深空遙測的特點 ……………………………………… 3 0 3
3 . 7 . 3 深空遙測體制選擇 …………………………………… 3 0 6
3 . 7 . 4 深空遙測繫統組成及關鍵技術 ……………………… 3 1 8
3 . 7 . 5 深空遙測繫統的技術發展趨勢 ……………………… 3 2 8
3 . 8 天基遙測繫統 ……………………………………………… 3 4 0
3 . 8 . 1 天基遙測繫統的作用 ………………………………… 3 4 1
3 . 8 . 2 天基遙測繫統的特點 ………………………………… 3 4 5
3 . 8 . 3 天基遙測體制的選擇 ………………………………… 3 4 8
目 錄
· 1 0·
3 . 8 . 4 天基遙測繫統組成和工作原理 ……………………… 3 5 9
3 . 8 . 5 天基遙測繫統設計中的若干問題 …………………… 3 6 4
3 . 9 航天遙測技術在無人機領域的應用 ……………………… 3 6 4
3 . 9 . 1 無人機遙測繫統的作用與特點 ……………………… 3 6 4
3 . 9 . 2 無人機遙測繫統的發展現狀與趨勢 ………………… 3 6 5
3 . 9 . 3 無人機繫統設計中的若干問題 ……………………… 3 6 6
參考文獻 ………………………………………………………… 3 6 9
第4章 遙測傳感器 ……………………………………………… 3 7 3
4 . 1 概述 ………………………………………………………… 3 7 3
4 . 1 . 1 傳感器的地位和作用 ………………………………… 3 7 3
4 . 1 . 2 傳感器的分類 ………………………………………… 3 7 6
4 . 1 . 3 傳感器的靜態特性 …………………………………… 3 7 6
4 . 1 . 4 傳感器的動態特性 …………………………………… 3 7 8
4 . 2 航天遙測傳感器和變換器 ………………………………… 3 8 0
4 . 2 . 1 液位傳感器 …………………………………………… 3 8 0
4 . 2 . 2 溫度傳感器 …………………………………………… 3 9 8
4 . 2 . 3 加速度傳感器 ………………………………………… 4 1 9
4 . 2 . 4 壓力傳感器 …………………………………………… 4 5 1
4 . 2 . 5 位移傳感器 …………………………………………… 4 6 8
4 . 2 . 6 熱流傳感器 …………………………………………… 4 7 9
4 . 2 . 7 燒蝕傳感器 …………………………………………… 4 8 9
4 . 2 . 8 流量傳感器 …………………………………………… 4 9 8
4 . 2 . 9 噪聲傳感器 …………………………………………… 5 1 6
4 . 2 . 1 0 信號變換器 ………………………………………… 5 2 9
4 . 3 傳感器在航天型號中的典型應用 ………………………… 5 3 0
4 . 3 . 1 液位傳感器典型應用 ………………………………… 5 3 0
4 . 3 . 2 溫度傳感器典型應用 ………………………………… 5 3 6
4 . 3 . 3 加速度傳感器典型應用 ……………………………… 5 4 1
4 . 3 . 4 熱流傳感器典型應用 ………………………………… 5 4 2
現代航天遙測技術
· 1 1·
4 . 3 . 5 燒蝕傳感器典型應用 ………………………………… 5 4 3
4 . 3 . 6 相對行程傳感器典型應用 …………………………… 5 4 4
4 . 3 . 7 光學傳感器典型應用 ………………………………… 5 4 5
4 . 4 遙測傳感器的發展趨勢分析 ……………………………… 5 4 6
參考文獻 ………………………………………………………… 5 4 9
第5章 數據采編與調制發射 …………………………………… 5 5 2
5 . 1 遙測數字信息的傳輸 ……………………………………… 5 5 2
5 . 1 . 1 常規遙測信息傳輸 …………………………………… 5 5 2
5 . 1 . 2 圖像信息傳輸 ………………………………………… 5 6 7
5 . 1 . 3 內測彈道信息傳輸 …………………………………… 5 6 9
5 . 2 數據綜合技術 ……………………………………………… 5 7 8
5 . 2 . 1 多路信號采集 ………………………………………… 5 7 8
5 . 2 . 2 高速總線互聯 ………………………………………… 5 8 1
5 . 2 . 3 信號存儲與處理 ……………………………………… 6 0 4
5 . 2 . 4 遙測格式及生成 ……………………………………… 6 0 8
5 . 3 調制與發射技術 …………………………………………… 6 1 6
5 . 3 . 1 調前濾波 ……………………………………………… 6 1 6
5 . 3 . 2 載波調制 ……………………………………………… 6 2 2
5 . 4 數據壓縮 …………………………………………………… 6 5 0
5 . 4 . 1 數據壓縮指標 ………………………………………… 6 5 0
5 . 4 . 2 無損壓縮 ……………………………………………… 6 5 0
5 . 4 . 3 圖像壓縮標準J P E G 2 0 0 0工作原理 ………………… 6 5 0
5 . 4 . 4 視頻壓縮標準 H . 2 6 4工作原理 …………………… 6 5 2
參考文獻 ………………………………………………………… 6 5 4
第6章 遙測天線 ………………………………………………… 6 5 5
6 . 1 概述 ………………………………………………………… 6 5 5
6 . 2 遙測天線基本參量 ………………………………………… 6 5 6
6 . 2 . 1 天線方向圖 …………………………………………… 6 5 6
目 錄
· 1 2·
6 . 2 . 2 方向性繫數 …………………………………………… 6 6 0
6 . 2 . 3 天線增益 ……………………………………………… 6 6 2
6 . 2 . 4 天線阻抗 ……………………………………………… 6 6 3
6 . 2 . 5 天線極化 ……………………………………………… 6 6 5
6 . 2 . 6 天線效率 ……………………………………………… 6 6 7
6 . 2 . 7 天線帶寬 ……………………………………………… 6 6 8
6 . 3 遙測天線類型 ……………………………………………… 6 6 9
6 . 3 . 1 地面遙測天線 ………………………………………… 6 6 9
6 . 3 . 2 彈載遙測天線 ………………………………………… 6 7 1
6 . 3 . 3 箭載遙測天線 ………………………………………… 6 7 3
6 . 3 . 4 星載遙測天線 ……………………………………… 6 7 5
6 . 4 遙測天線設計 ……………………………………………… 6 8 0
6 . 4 . 1 波導裂縫陣天線設計 ………………………………… 6 8 0
6 . 4 . 2 微帶天線設計 ………………………………………… 6 9 9
6 . 4 . 3 相控陣天線設計 ……………………………………… 7 0 8
6 . 4 . 4 反射面天線設計 ……………………………………… 7 3 3
6 . 5 新型遙測天線 ……………………………………………… 7 4 0
6 . 5 . 1 透鏡天線 ……………………………………………… 7 4 0
6 . 5 . 2 可重構天線 …………………………………………… 7 4 8
6 . 6 遙測天線的結構、 熱設計 ………………………………… 7 5 4
6 . 6 . 1 遙測天線的結構設計 ………………………………… 7 5 4
6 . 6 . 2 遙測天線的電、 機、 熱一體化設計 ………………… 7 5 6
6 . 6 . 3 遙測天線的環境試驗 ………………………………… 7 5 7
6 . 6 . 4 可靠性工作 …………………………………………… 7 5 9
6 . 7 遙測天線的測量 …………………………………………… 7 6 0
6 . 7 . 1 天線電參數測量 ……………………………………… 7 6 0
6 . 7 . 2 遠場測量技術 ………………………………………… 7 6 1
6 . 7 . 3 緊縮場測量技術 ……………………………………… 7 6 3
6 . 7 . 4 平面近場測量技術 …………………………………… 7 6 5

遙測作為現代航天測控的三大手段 (即跟蹤、 遙測和遙控) 之
一, 用途廣泛, 作用巨大。 當代世界上的航天活動都離不開遙測和
遙測繫統, 特別是作為航天器工作狀態、 航天器內外環境、 航天員
活動及其身體狀況的主要信息源, 遙測數據對於航天活動、 航天器
改進、 航天員安全的作用顯得尤為重要。
我國遙測技術的發展, 也是從 1 9 5 6年航天遙測的起步開始的。
5 0多年來, 隨著我國航天事業的蓬勃發展和幾代航天遙測人的不懈
努力, 我國遙測技術的水平和規模, 目前已躋身國際先進行列。 進
入2 1世紀以來, 國外遙測技術在頻段、 體制、 高碼率、 軟件化、 信
道編譯碼等方面也有許多創新值得借鋻, 《 現代航天遙測技術》 就是
在這種背景下應運而生的。
本書是國內2 0多年來遙測業界內容嶄新的一部著作, 其作者長
期在航天遙測技術科研機構— — —北京遙測技術研究所工作,
是從事遙測技術研究、 遙測繫統設計與設備研制以及航天測控領域
研究的專家, 具有扎實的理論基礎和豐富的工程實踐經驗。 作者站
在繫統設計的高度, 以通觀全局的眼光, 從基礎和專業兩個層面出
發, 由淺入深, 由表及裡, 全面、 繫統地介紹了航天遙測的基本概
念、 航天遙測的技術基礎、 航天遙測繫統的總體設計、 遙測傳感器、
數據采編與調制發射、 天線與信道、 遙測跟蹤繫統等, 並對遙測基
帶、 遙測數據記錄、 遙測數據處理、 遙測繫統軟件、 遙測信息安全、
遙測繫統測試、 遙測標準等進行了詳細分析和討論。
本書涉及了近年來開發的遙測新技術和新的應用場合, 如: 擴
頻和擴頻自跟蹤、 綜合基帶與軟件解調、 網絡與圖像傳輸等新技術
以及臨近空間遙測、 深空遙測、 天基遙測等新的應用場合。 與以往
·4 ·
出版的同類專業書相比, 本書更加突出了 “現代” 和 “航天” 兩大
特點。 本書內容豐富, 結構合理, 語言流暢, 可讀性好。 本書適合
於航天遙測專業科研人員、 高校相關專業師生、 航天測控相關管理
人員學習參考。 可以預見, 本書的出版將對我國航天遙測業界的技
術發展起到推動和引領作用, 對培養更多的優秀航天遙測專業人纔
也將發揮重要作用。
謹以此序共勉!
2 0 1 8年1月·北京