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| 內容簡介： |
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译者序 卫星系统由空间段（卫星）、地面段（测运控系统）和用户段组成。由于恶劣的发射条件和太空环境，传统上认为卫星的设计、开发和能力形成更具挑战性；此外，考虑到卫星有限的在轨维修可实施性，卫星系统项目的失败风险主要由空间段引起；为此，尽管出于可靠性的考虑，空间段通常采用相对成熟的技术，但更多金钱和精力还是投入卫星的设计研发，而对地面系统的重要性和复杂程度认识不够充分，投入有限。关于卫星研制设计的书籍浩如烟海，而对于地面系统鲜有专门论述。这种不平衡的现象长期存在。 随着人们对太空环境的了解和认识不断加深，技术进步带来的卫星研发成本降低，以及自动化监控与运行管理的迫切需要和理念更新，正在打破这种不平衡，人们逐渐认识到地面系统的重大作用。事实上，只有通过精心设计、事先建立起复杂完备的地面基础设施并且安全可靠运行，才能实现高效可靠的卫星管理和任务实施。此外，如本书所言，巨型低轨星座的大量研发部署，对地面测运控系统的可扩展性提出了新的要求；硬件虚拟化等技术的发展和应用，彻底改变了地面系统的设计实现方式；日益增长的网络攻击威胁，对地面系统的抗毁生存能力提出了更高要求。 2023 年，欧洲航天局地面系统工程专家鲍比?内贾德（Bobby Nejad）博士撰写的Introduction to Satellite Ground Segment Systems Engineering一书，作为施普林格出版集团 “空间技术图书馆” 系列高水平丛书中的一卷，为读者呈现了卫星地面段从设备到系统再到运行的全景图。 基于此，在融通传媒公司组织的 “一本好书” 项目大力支持下，由王洪锋牵头，李强、陶雪娇、顾娜、任兆瑞、谢绍丽、张永秀等参加，开展了全书的翻译工作，以期让更多的国内同行了解国外卫星地面系统设计的理念方法，为我国卫星地面系统论证建设和任务实施提供参考借鉴。 卫星地面段系统工程导论 在此特别感谢国防工业出版社的辛俊颖编辑对本书编辑出版所做的大量工作。囿于译者专业基础和翻译水平，书中难免有疏漏或不足之处，还请广大读者和同行谅解并指正。 谨以此书的翻译出版，致敬卫星地面系统建设和运用领域虽默默无闻，却碌碌有为的拓路者、耕耘者和后来者。岁月如梭，致敬芳华。 译者 2025 年 3 月
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| 目錄：
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目录
第 1 章 概述
第 2 章 系统工程
2.1 项目规划
2.1.1 工作说明书、工作分解结构和合规说明书
2.1.2 计划进度和关键路径
2.1.3 项目风险
2.2 系统层次结构
2.3 生命周期阶段
2.4 生命周期模型
2.4.1 序列或瀑布模型
2.4.2 增量模型：敏捷、精益和 SAFe
2.5 基于模型的系统工程
2.6 质量保证
2.6.1 软件标准
2.6.2 测试行动策划
2.7 小结
参考文献
第 3 章 空间段
3.1 系统设计
3.1.1 推进
3.1.2 姿态控制
3.1.3 无线电收发器
3.1.4 星载计算机和数据处理
3.1.5 电源
3.1.6 热控
3.2 航天器工作模式
3.3 卫星生命周期
3.4 天地接口
参考文献
第 4 章 地面段
4.1 功能概述
4.1.1 遥测、跟踪与遥控
4.1.2 飞行动力学
4.1.3 任务控制
4.1.4 任务规划
4.1.5 运控准备
4.1.6 监测与控制
4.1.7 模拟
4.1.8 加解密
4.1.9 时间源
4.2 物理架构
4.3 接口定义
参考文献
第 5 章 测控网
5.1 跟踪测量
5.2 机械结构
5.3 射频子系统
5.3.1 接收链路
5.3.2 发射链路
5.3.3 高功率放大器设计
5.3.4 单脉冲跟踪
5.3.5 链路预算
5.3.6 频率补偿
5.4 远控站址
5.4.1 选择与准备
5.4.2 不间断供电和短时中断供电
5.4.3 防雷
5.4.4 安全防护
5.5 接口
参考文献
第 6 章 飞行动力学设施
6.1 架构概述
6.2 轨道预报
6.3 轨道确定
6.4 轨道控制
6.5 推进剂测量
6.5.1 簿记法
6.5.2 压力 - 体积 - 温度方法
6.5.3 测量精度
6.6 星上轨道预报
6.7 碰撞监测
6.8 接口
参考文献
第 7 章 卫星控制设施
7.1 架构概述
7.2 空间链路
7.3 星载软件管理
7.4 自动化卫星控制
7.5 数据流概念
7.6 遥测显示
7.7 时间相关性
7.8 接口
参考文献
第 8 章 任务规划设施
8.1 架构概述
8.2 规划概念
8.3 任务规划过程
8.4 建链计划表
8.5 接口
参考文献
第 9 章 任务准备设施
9.1 架构概述
9.2 配置项
9.3 OPE-VAL 网关
9.4 接口
参考文献
第 10 章 监测和控制设施
10.1 架构概述
10.2 简单网络管理协议
10.3 人机界面
10.4 事件重放及归档
10.5 虚拟机监控
10.6 接口
参考文献
第 11 章 卫星模拟器
11.1 架构概述
11.2 星载处理器模拟
11.3 系统建模
11.4 接口
参考文献
第 12 章 辅助服务
12.1 集中式用户管理
12.2 文件传输
12.3 配置管理系统
12.4 病毒防护
12.5 数据保护
12.6 中心化域名管理
12.7 时标与分配
参考文献
第 13 章 物理架构
13.1 客户端 - 服务器架构
13.2 控制室
13.3 链路隔离概念
13.4 服务器机房布局
13.5 机架布局、格栅板和布线
13.6 迁移策略
13.6.1 主备迁移
13.6.2 旁路迁移
参考文献
第 14 章 虚拟化
14.1 超融合基础设施
14.1.1 中央处理器和内存虚拟化
14.1.2 网络虚拟化
14.1.3 存储虚拟化
14.1.4 软硬件解耦
14.1.5 虚拟机管理
14.1.6 冗余概念
14.2 容器
14.3 编排
参考文献
第 15 章 运行控制
15.1 准备与定义阶段
15.1.1 需求
15.1.2 任务分析
15.2 程序验证与培训
15.3 在轨阶段
参考文献
第 16 章 网络安全
16.1 攻击途径
16.1.1 密码破解
16.1.2 后门攻击
16.1.3 分布式拒绝服务
16.1.4 中间人攻击
16.1.5 根访问权限
16.1.6 “钓鱼” 攻击
16.1.7 “水坑” 攻击
16.1.8 表单 “劫持”
16.1.9 恶意软件
16.2 攻击面
16.2.1 接口协议
16.2.2 操作系统漏洞
16.2.3 物理端口访问
16.2.4 网络端口安全
16.2.5 醒于局域网
16.2.6 编译器与解释器
16.2.7 商业现成产品软件
16.2.8 远程文件访问
16.2.9 文件权限
16.2.10 用户账户管理
16.2.11 密码策略
16.2.12 系统资源限制
16.2.13 登录公告 / 欢迎信息
16.2.14 系统完整性
16.3 网络安全工程
16.4 审计与渗透测试
16.5 威胁分析
16.6 密码学
16.7 结束语
参考文献
附录 A 坐标系
A.1 天体坐标系
A.2 大地坐标系
A.3 轨道坐标系
A.4 卫星本体坐标系
A.5 测量仪器坐标系
参考文献
附录 B 时间系统
缩略语
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序二 —— 欧洲航天局 索尼娅?托里比奥 当一颗全新的卫星抵达发射塔架，准备升空时，人们所有的注意力首先集中在令人印象深刻的发射上，然后转移到从太空传来的第一张照片。太多人没有意识到必须事先建立起复杂完备的地面基础设施并且安全可靠运行，才能确保操作人员在任务的所有阶段，每周 7 天、每天 24 小时高可靠性地监测和指挥空间部分。 地面工程本身不是一个新的领域，自人类早期的太空探索以来就一直存在。然而，近年来各种新兴关键技术的出现重塑了地面系统工程的众多方面。信息技术领域的新技术已足够成熟，从而使其成为空间工程的可行选择，尽管空间工程本质上是一个相当传统和保守的领域。例如，硬件虚拟化技术彻底改变了地面段设计，因为它可以通过使用更优化的资源从而显著减少物理空间，并为操作人员提供以无缝方式实施冗余备份的新方法。 另外，新的挑战已经来临。其中一个挑战是地面运控系统需要具有充分的可扩展性，因为最近已经进入轨道的巨型星座包括数百个空间资产 —— 低轨卫星。另一个挑战是应对日益增长的网络攻击威胁及其可能造成的巨大破坏。这显然对卫星地面系统设计人员提出了更高的要求，即需要建立起弹性网络系统，以具备抗毁顽存能力。 卫星地面段工程是一个多学科高度融合应用的领域，涉及来自众多不同科研领域的专业知识。其中包括硬件和软件开发、数据库管理、物理、数学、射频、机械工程、网络设计与部署、接口工程、网络安全和服务器技术等。基于此，本书 卫星地面段系统工程导论 英文版的出版恰逢其时，该书试图以易于理解、统一且更新的方式广泛涵盖上述主题，从而使初学者和专家都能在这个非常令人振奋的领域获得新的见解。截至目前，现有文献几乎很少涉及这个领域。 索尼娅?托里比奥 2021 年 10 月 于欧洲航天局（荷兰诺德韦克）
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