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第一章　载人航天器6

第一节　概述6

一、载人航天6

二、载人航天的进程6

三、载人航天器7

第二节、运载火箭7

一、运载火箭7

二、推力向量控制10

三、长征四号运载火箭的典型轨道和入轨精度11

一、系统功能要求12

第三节　制导、导航和控制分系统12

二、系统组成方案13

三、现代空间站GNC系统方案组成举例14

四、交会与对接15

第四节　空间站通信与测控大系统16

一、引言16

二、空间站内部通信分系统16

三、空间站外部通信分系统17

四、通信与航天测控系统18

第五节　数据管理分系统23

一、数据管理系统的物理结构23

二、数据管理系统的概念结构23

三、数据管理系统的功能24

第六节　载人航天器推进分系统25

一、推进分系统的任务与要求25

二、“双子星座号”飞船推进系统26

三、推进分系统组成27

四、推进分系统推力器的布置图27

第七节　热控制分系统28

一、功用28

二、载人舱热控制系统的典型组成29

三、空间用换热器及其特点30

四、空间站的舱外热辐射器32

五、现代空间站的热控制系统33

第八节　环境控制和生命保障系统34

一、功用与组成34

二、典型环境控制和生命保障系统34

第九节　电源分系统37

一、电源系统之“源”37

二、太阳电池37

三、太阳电池阵电源系统38

第十节　航天器返回技术与回收分系统39

一、航天器的返回技术39

二、回收分系统40

一、主动飞行段救生41

第十一节　航天救生41

二、轨道运行段救生42

三、返回着陆段救生43

四、地面防护与营救43

参考文献43

第二章　空间飞行器中应用的传感器44

第一节　概述44

第二节　空间飞行器姿态传感器44

三、地球传感器45

四、太阳传感器45

二、星传感器45

一、惯性传感器45

第三节　加速度传感器47

一、液浮加速度计47

二、挠性加速度计47

三、微型集成加速度计48

第四节　陀螺传感器49

一、液浮陀螺49

二、挠性陀螺50

三、激光陀螺仪51

四、光纤陀螺53

五、半球谐振陀螺54

六、压电谐振陀螺55

第五节　压力传感器58

一、压力仪表与传感器的功用58

二、早期的压力仪表与传感器58

三、无传动放大机构的压力传感器58

四、固态压力传感器59

五、集成与阵列压力传感器59

六、谐振压力传感器60

第六节　温度传感器与温度场的红外测量61

一、功用61

三、热电偶温度传感器62

二、PN结温度传感器62

四、电阻式温度传感器63

五、表面温度传感器64

六、高温光纤传感器64

七、温度场的红外测量65

第七节　液体流量传感器65

一、体积流量传感器65

二、质量流量计66

第八节　气体质量流量传感器67

一、要求67

二、节流压差式流量传感器67

三、微型集成气体流量计69

四、微型集成气体流量控制系统71

第九节　气体成份传感器72

一、功用72

二、用光谱吸收的多功能气体成份传感器72

三、薄膜氧分压传感器72

第十节　湿敏传感器73

一、半导体陶瓷湿敏传感器73

二、集成Si湿度传感器74

三、聚合物薄膜集成湿度传感器75

四、石英谐振湿度传感器77

二、电离式烟传感器79

第十一节　火灾预报烟传感器79

一、光散射式烟传感器79

三、航天飞机用的烟传感器80

第十二节　传感器对未来飞行器的新贡献81

参考文献81

第三章　空间飞行器多传感器监测系统84

第一节　概述84

第二节　航向系统85

一、磁罗盘与磁航向传感器85

二、航向陀螺仪及航向陀螺传感器87

四、航向系统88

三、陀螺磁罗盘88

五、无线电罗盘89

六、航道罗盘90

第三节　飞行姿态航向基准系统及其指示器91

一、陀螺地平仪与陀螺地平传感器91

二、红外地平仪92

三、姿态指引指示器93

四、姿态航向基准系统93

五、全姿态指示器94

六、航天飞机与飞船上用的全姿态指引指示器95

一、空速管96

第四节　大气数据系统96

二、总温传感器97

三、大气数据系统的计算公式98

四、高度表与高度传感器100

五、组合空速表和马赫数表102

六、迎角表与迎角传感器103

七、大气数据系统104

第五节　注意／告警系统105

一、注意／告警系统发展简史105

二、注意／告警系统的原理107

三、注意／告警系统的发展趋向107

第六节　航天飞机上的“T”型布局仪表板108

一、多传感器系统109

第七节　多传感器监测系统动态性能改进方法109

二、多传感器监测系统动态性能改进方法110

第八节　空间飞行器保健系统111

一、空间飞行器结构参数的监测系统111

二、灵巧材料与灵巧飞行器111

三、空间飞行器的保健系统112

四、光纤传感器系统在灵巧结构中的应用实例113

第九节　航天器多传感器监测系统展望113

一、姿态航向基准系统的发展趋势113

五、“T”型仪表板布置的发展方向114

参考文献114

六、监测系统动态性能的改善方面的发展方向114

三、大气数据系统的发展方向114

四、注意／告警系统的发展方向114

二、航向系统的发展方向114

第四章　空间飞行器导航系统117

第一节　概述117

第二节　航位推算导航系统117

一、最早的自动领航仪117

二、带有风速修正的自动领航仪118

三、多普勒领航仪119

一、惯性导航基本原理120

四、导航显示仪120

第三节　惯性导航系统120

二、平台式惯性导航系统121

三、航天飞机的惯性导航系统123

四、捷联式惯导系统126

第四节　无线电导航系统127

一、无线电导航的种类127

二、无线电导航测角系统127

三、无线电导航测距系统128

四、无线电导航测距差系统128

六、伏尔导航系统129

五、无线电导航测速系统129

七、塔康导航系统130

第五节　天文导航系统132

一、天文导航132

二、天文学的有关知识133

三、“阿波罗”飞船的六分仪135

四、天文罗盘137

五、星体跟踪器138

六、天文导航系统139

第六节　着陆系统140

一、仪表着陆系统140

二、微波着陆系统141

三、差分GPS进场着陆系统142

四、自动着陆系统144

五、月球着陆系统145

第七节　航天飞机导航系统145

一、导航传感器系统145

二、导航系统方块图146

第八节　卫星导航系统146

一、导航卫星146

二、“子午仪”号导航卫星149

一、系统的组成150

第九节　全球定位系统（GPS）150

四、用户设备150

三、卫星导航基本原理150

二、工作原理152

三、GPS导航仪155

四、对GPS的评述155

第十节　GPS／惯性组合导航系统156

一、简单组合法156

二、卡尔曼滤波法158

三、误差累积法158

四、自适应相关分析法158

三、智能惯性—天文组合导航系统160

二、惯性导航系统展望160

一、天文导航系统展望160

第十一节空间飞行器导航系统展望160

四、其他有关的先进技术161

参考文献161

第五章　典型载人飞船仪表显示与监测系统162

第一节　概述162

一、飞船仪表与监测系统162

二、仪表与监测系统和制导导航与控制系统的关系162

三、飞船各系统需监测与显示的参数162

四、本章的主要内容164

第二节　早期飞船的仪表164

一、“双子星座”号飞船仪表板165

第三节　“双子星座”号飞船仪表与监测系统165

二、制导、导航与控制和显示系统167

三、主要仪表传感器的性能168

四、“水星”号和“双子星座”号飞船的区别169

第四节　“联盟”号飞船仪表169

一、飞船仪表169

二、空间飞行器的交会与对接171

三、积木式的复合空间站173

第五节　“阿波罗”号飞船的仪表与监测系统173

一、“阿波罗”号飞船和“双子星座”号飞船的主要区别173

三、指挥舱仪表板174

二、“阿波罗”号飞船对显示与控制器的主要要求174

四、飞船稳定与控制系统和仪表传感器175

五、“阿波罗”号飞船登月舱仪表179

六、月球车仪表181

七、“阿波罗”号飞船的典型仪表181

第六节　载人飞船仪表与监测系统展望185

一、飞船仪表的发展185

二、飞船仪表展望186

参考文献186

第一节　概述189

一、航天飞机飞行任务与特点189

第六章　航天飞机仪表显示与监测系统189

二、电子系统的基本组成190

三、航天飞机电子系统的特点191

四、航天飞机要求电子系统具有高可靠性192

五、仪表与监测系统193

第二节　航天飞机电子系统193

一、航天飞机电子系统193

二、数据处理系统194

三、制导、导航和控制系统197

第三节　航天飞机仪表显示系统199

一、初期仪表板布局设想200

二、实际采用的仪表板201

三、总结学术讨论会时的改进方案204

第四节　航天飞机监测系统205

一、监测系统的功能与种类205

二、任务飞行监测系统205

三、研究飞行监测系统205

四、航天飞机监测系统特点206

第五节　航天飞机注意／警告系统207

一、主要组成207

二、基本原理207

二、年代初的技术发展水平208

一、发展目标208

第六节　航天飞机仪表显示展望208

三、近来的主要技术成就209

四、正在研究的技术210

五、未来发展的趋势210

六、玻璃座舱方案211

参考文献213

第七章　先进综合电子显示仪表在载人航天器中的应用214

第一节　概述214

第二节年代有代表性的先进飞机仪表板215

一、先进飞机仪表板布置图215

五、备份仪表216

四、飞机信息管理系统216

二、主仪表板216

三、中央控制板的显示仪216

六、特点217

第三节　显示仪表与制导系统218

一、显示仪表与制导系统218

二、主仪表板显示仪218

三、飞行管理系统218

六、中央故障显示系统220

七、其他测量与控制系统220

五、惯性基准与大气数据系统220

四、飞行控制系统220

第四节　飞行参数综合显示仪221

一、主飞行显示仪221

二、姿态指引信息221

三、航向信息221

四、飞行速度信息222

五、飞行高度信息223

六、载人空间飞行器的飞行参数综合显示仪方案讨论223

第五节　导航参数综合显示仪223

一、航向信息224

四、载人空间飞行器导航显示仪方案讨论225

三、航程与航线信息225

二、地速、风速、风向信息225

五、航天飞机的导航显示仪方案讨论226

六、未来登月舱导航显示仪显示方案讨论226

第六节　发动机指示与空勤告警显示仪227

一、显示的参数227

二、显示的格式227

三、载人空间飞行器动力装置与注意／告警显示仪方案讨论228

二、飞行管理系统的组成230

三、飞行管理控制显示仪230

一、飞行管理系统主要功能230

第七节　飞行管理系统显示仪230

四、载人空间飞行器飞行管理显示仪的方案讨论231

第八节　平视显示仪233

一、平视显示仪的系统组成233

二、显示仪原理方块图234

三、航天飞机上用平视显示仪235

第九节　头盔显示器虚拟仪表板237

一、虚拟仪表板237

二、头盔显示器原理237

三、头盔电视着陆系统237

五、仪表显示与电视组合的光纤头盔显示器238

六、超级头盔虚拟仪表板238

四、光纤头盔显示器238

第十节 载人航天器仪表显示的发展趋势240

一、飞行器仪表显示的发展简况240

二、彩色液晶平板显示仪240

三、平视显示仪与头盔显示器241

四、大屏幕显示仪241

五、触敏显示屏使显示与控制综合一体化242

六、语音（语言）仪表大大减轻航天员眼睛的负担242

七、智能仪表是未来仪表发展的重要方向243

参考文献243

第二节 人工智能技术在航空电子上的应用244

一、驾驶员助手（电子副驾驶员）244

第八章　智能仪表与监测系统244

第一节　概述244

二、自适应导航系统246

三、应急措施专家系统246

四、航空电子助手247

第三节人工智能技术在空间飞行器中的应用248

一、在航天飞机上的应用248

二、在空间站上应用249

第四节 一种智能测试系统的设计思想250

一、改善系统静态性能的方法250

二、动态补偿策略251

四、小结252

第五节　智能测试系统的数据库252

一、采用数据库的优点252

三、自适应噪声抵消策略252

二、智能测试系统数据库的组成253

三、数据库的管理模块254

第六节　智能测试系统算法库254

一、算法库的组成254

三、动态数据处理算法库255

四、随机信号处理算法库255

二、静态数据处理算法库255

五、离线处理算法库256

第七节　智能测试系统的专家系统与知识库256

一、智能测试系统的专家系统256

二、智能测试系统的知识库256

第八节　智能测试系统的总框图256

第九节　智能显示与语言仪表系统258

一、设计思想258

二、图形库258

三、语言库259

四、光盘电子库260

参考文献261