卫星总体方案设计概要.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第 * 页 卫星总体方案设计 总体性能参数确定与分配 设计余量的处理：卫星的研制过程中有不可预见的事情发生，且随着研制工作的推进和深入，部分指标有上升趋势，故指标分配要留有适当余地。 技术新或复杂成分多的项目，设计余量要较大; 设计阶段越靠前，设计余量要较大; 设计师的经验丰富，设计余量留得适当。 * 第 * 页 卫星总体方案设计 总体性能参数确定与分配 卫星分系统间存在线性的关系，也存在非线性的关系，设计指标中有加和性和相干性的指标，不同的设计指标采用不同的分配方法： 有些指标不存在分配，如卫星轨道要素； 有些指标可以直接进行分配，如卫星质量; 还有一些要经过分析和转换后才能分配，如卫星的准确度指标和可靠性指标; * 第 * 页 卫星总体方案设计 总体性能参数确定与分配 总体方案的数学模型是在确定了卫星内部结构的基础上，用数学表达式来描述卫星总体设计各变量间的相互作用和因果关系，用于总体设计优化。 总体方案的数学模型就是把对卫星的设计限制作为约束条件通过设计变量或功能(性能)变量的一组不等式表示出来，把最能反映主要设计要求的量做为目标函数，形成可用数学手段求解的数学模型。 * 第 * 页 卫星总体方案设计 总体性能参数确定与分配 设计变量：各种尺寸、轨道要素， 功能变量：地面分辨率、定位精度，卫星功能是卫星内部组成和外部环境相互作用的结果。 设计变量与功能变量之间的关系 设计变量满足约束关系，如运载能力、寿命 目标函数 * 第 * 页 卫星总体方案设计 总体性能参数确定与分配 多学科优化MDO (Multidiscipinary Optimization) 多学科优化结果形式如下： * 第 * 页 卫星总体方案设计 总体性能参数确定与分配 系统名称 质量(kg) 备 注 平 台 系 统 姿态控制 81.5 姿态敏感器和控制执行机构 电源与总体电路 85.0 含太阳电池阵、蓄电池组、电源控制器、配电器和星上电缆网等 结构与机构 64.0 含结构板、安装支架和电池阵驱动机构等 平台电子系统 6.0 星务管理、姿轨控处理与控制、热控管理等 测控 7.5 测控应答机、天线等 推进 30.0 贮箱、管道和推力器等 热控 17.5 热控材料 有效载荷 立体成像探测相机 300 数据压缩、存储与数传 50 含数据压缩、存储器和数传模块 设计余量 18.5 卫星干重 660 推进剂 75 单组元 卫星总重 735 * 第 * 页 卫星总体方案设计 总体性能参数确定与分配 系 统 名 称 可 靠 性 结构与机构 0.97 热 控 0.97 平台电子学系统 0.92 电源与总体电路 0.96 测控通信 0.95 姿态控制 0.92 有效载荷 0.90 整 星 0.65 * 第 * 页 3.3、卫星轨道设计 * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 卫星在外层空间实现对地面服务的功能，其前提在于使卫星达到并运行于某一适合任务需求的空间轨道。 由卫星轨道和星座表征的卫星在外层空间的分布情况和运动规律，决定了卫星在外层空间和空间覆盖的性能。 卫星轨道设计与外部工程环境、运行环境、返回环境以及技术和经济环境的关系密切，还直接影响到卫星的内部结构。 * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 轨道J2长期摄动 * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 轨道J2长期摄动 * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 太阳同步轨道 * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 太阳同步轨道 * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 回归轨道 * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 H=700 Km Period 98 min i = 98.8° * 第 * 页 卫星总体方案设计 卫星轨道设计 卫星轨道方案设计遵循的基本原则：满足卫星执行的航天任务的需求，适应卫星的外部环境，可为卫星及其各分系统的功能实现创造良好的条件。 * 第 * 页 卫星总体方案设计