《商业航天工程导论》围绕卫星工程系统、轨道与星座、卫星平台、有效载荷及各个控制分系统的组成、工作原理与设计技术、芯片筛选与设计、卫星总装集成测试及可靠性设计、卫星应用平台设计以及工程风险分析等方面论述了新技术实践及相应理论依据，并阐述了商业航天的不同领域应用，为我们呈现了一幅商业航天工程的前景蓝图。

第1章 商业航天概述
1.1 概念与范畴
1.1.1 定义
1.1.2 业务与场景
1.1.3 特点
1.1.4 国内外发展历程
1.2 发展模式
1.2.1 国外商业航天的发展模式
1.2.2 国内商业航天发展模式
1.2.3 发展模式的创新
1.2.4 与互联网的跨界融合
1.3 发展规律
1.3.1 商业卫星发射模式
1.3.2 商业卫星与星座
1.3.3 商业卫星应用
1.3.4 商业航天产业分析
1.4 发展趋势
参考文献
第2章 卫星工程系统
2.1 运载火箭
2.1.1 火箭的分类
2.1.2 运载火箭组成
2.1.3 运载火箭结构
2.1.4 火箭发动机
2.1.5 飞行程序
2.1.6 国内外典型运载火箭
2.2 航天发射场
2.2.1 发射场的组成
2.2.2 国内航天发射场
2.2.3 国外著名的航天发射场
2.3 航天测控网
2.3.1 航天测控网的类型
2.3.2 航天测控网的组成
2.3.3 航天测控网的功能
2.3.4 测控网的结构及特点
2.3.5 测控系统频段划分标准
2.3.6 我国航天测控网的发展
2.4 三大卫星应用系统
2.4.1 通信卫星应用系统
2.4.2 导航卫星应用系统
2.4.3 遥感卫星应用系统
参考文献
第3章 商业卫星系统总体设计
3.1 卫星总体设计概述
3.1.1 系统工程
3.1.2 总体设计任务
3.2 商业卫星总体方案设计
3.2.1 面向任务的需求分析
3.2.2 总体方案初步设想
3.2.3 分系统指标
3.2.4 卫星总体方案综合和确定
3.2.5 研制技术流程制定
3.3 国内外典型商业卫星平台
3.3.1 国外典型商业卫星平台
3.3.2 国内典型商业卫星平台
参考文献
第4章 轨道与星座设计
4.1 轨道设计
4.1.1 卫星轨道参数与分类
4.1.2 轨道高度的选择
4.1.3 轨道倾角的选择
4.1.4 降交点地方时选择
4.1.5 升交点赤经确定
4.2 星座设计方法
4.2.1 常用星座构型
4.2.2 星座设计方法
4.3 星座覆盖性能分析
4.3.1 覆盖性能指标
4.3.2 星座覆盖计算
4.4 星间链路
4.4.1 星间链路组成及分类
4.4.2 星间链路距离约束
4.4.3 星间链路角度约束
4.5 星座优化设计
4.5.1 星座性能及一般统计方法
4.5.2 设计目标与约束
4.5.3 多目标优化模型
4.5.4 优化算法
参考文献
第5章 卫星有效载荷
5.1 通信载荷
5.1.1 星间链路
5.1.2 高效数传载荷
5.1.3 物联通信载荷
5.1.4 空间高速路由载荷
5.2 导航载荷
5.2.1 星载原子钟
5.2.2 任务数据注入接收机
5.2.3 导航任务数据单元
5.2.4 星上阵列发射天线
5.3 遥感载荷
5.3.1 遥感载荷的分类
5.3.2 光学成像载荷
5.3.3 成像雷达
5.3.4 微波辐射计
5.4 星载天线
5.4.1 概述
5.4.2 卫星多波束天线
5.4.3 卫星相控阵天线
5.4.4 微小卫星天线
参考文献
第6章 卫星综合电子系统
6.1 概述
6.1.1 定义
6.1.2 基本架构
6.1.3 组成及功能
6.2 硬件设计
6.2.1 处理器模块设计
6.2.2 遥测采集模块设计
6.2.3 指令模块设计
6.2.4 通信模块设计
6.2.5 驱动模块设计
6.2.6 导航接收模块设计
6.3 软件设计
6.3.1 星务软件功能
6.3.2 典型星务软件架构
6.3.3 星务软件实时操作系统
6.3.4 星务软件可复用性设计
6.3.5 星务软件在轨重构设计
6.3.6 星务软件测试
6.3.7 星务软件数字仿真测试
6.4 卫星综合电子系统新技术
6.4.1 开源星务软件框架
6.4.2 Linux在航天项目中的应用
6.4.3 软件定义卫星
参考文献
第7章 结构机构与热控分系统
7.1 结构分系统
7.1.1 卫星构型和接口设计
7.1.2 卫星结构材料选用
7.1.3 卫星结构设计分析
7.1.4 卫星结构设计验证
7.2 机构分系统
7.2.1 卫星机构功能
7.2.2 卫星机构设计特点
7.2.3 卫星机构分类
7.2.4 典型卫星机构
7.3 热控分系统
7.3.1 热控系统设计要求
7.3.2 常用热控产品
7.3.3 热控系统设计
7.3.4 热仿真分析
7.3.5 热控新技术及展望
参考文献
第8章 能源分系统
8.1 组成及功能
8.1.1 太阳电池阵
8.1.2 锂离子蓄电池组
8.1.3 电源控制配电器
8.2 能源系统结构
8.2.1 直接供电方式
8.2.2 峰值功率跟踪方式
8.2.3 DET与MPPT方式的比较
8.3 能源分系统设计关键要素
8.3.1 能量平衡分析计算
8.3.2 能源系统在轨管理策略
8.3.3 能源系统小型化、一体化设计
8.3.4 成本与可靠性间的平衡
8.4 新技术发展

商业航天始于20世纪70
年代，经过50余年的发展
，在市场竞争力和技术创
新等方面展现出巨大的潜
力，已成为航天研发领域
的重要新生力量。它继承
了航天产业的求实、严谨
与创新精神，更注重在低
成本与灵活性间寻找新的
创新空间，符合现代航天
产业发展趋势，与航天产
业发展市场化方向高度一
致。新一代全球低轨通信
卫星星座发展迅速，以星
链、一网为代表的商业航
天通信星座开启了卫星通
信的新篇章，维珍航空、
蓝色起源分别成功进行了
太空飞行，拉开了国际商
业航天旅行的帷幕。国际
上，商业航天企业可谓一
路高歌猛进，正在实现持
续创新航天产品形态、不
断提升产业技术能力、积
极拓展应用空间的产业核
心布局。国内，商业航天
正处在产业化发展前期，
对卫星、火箭批量化生产
需求十分迫切，星箭整装
、测试、发射一体化、产
业化聚集已渐成趋势，逐
步形成新产业化布局，积
极开拓新市场，稳步开创
新局面。
商业航天涵盖应用工程
系统设计、卫星制造、卫
星发射、卫星运营及服务
、地面设备制造等环节，
涉及通信、导航、遥感、
空间运输、载人航天飞行
、深空探测、太空采矿等
领域。随着航天技术的不
断创新、突破和发展，航
天产业规模日益扩大，应
用领域和市场前景快速扩
张。以商业运载火箭、低
轨互联网星座、亚轨道旅
游、商业遥感等为代表的
各领域得到迅速推进；特
别是以星座组网的需求为
牵引，卫星制造和卫星发
射增长明显，卫星制造成
本正在随着卫星的规模化
量产而逐渐降低，低成本
的卫星制造能力和发射能
力正在形成，为航天产业
快速发展奠定坚实基础。
由此，商业航天也将进入
快速发展时期。
随着商业航天的兴起，
低轨卫星宽带互联网产业
逐渐形成，卫星通信、导
航和遥感等卫星应用产业
与大数据、云计算、物联
网、人工智能等新兴技术
交叉融合发展，促进了时
空信息服务创新，降低了
时空信息服务成本，实现
了时空信息服务即开即用
，助力了商业航天产业应
用的快速普及。小卫星需
求量大幅上升，航天产业
大规模“工业化”生产时代已
然开启，为发展人类航天
事业、探索太空新应用领
域（如太空基地建设、小
行星开矿、移民火星等太
空工程）提供了先行性技
术基础。
本书作者王洋及核心团
队，在商业航天领域进行
了卓有成效的创新探索，
以实际行动积极参与了我
国商业航天产业的发展进
程。在商业卫星制造领域
，已完成数颗低成本、高
可靠卫星的在轨交付，并
完成国内首个深度融合汽
车制造和卫星制造能力的
卫星超级工厂设计和建造
；在星座建设领域，正在
推进全球低轨导航星座和
全球低轨物联星座，并同
步搭建卫星商业服务平台
，为卫星应用服务构建新
通道、新场景；在卫星应
用领域，积极推进高精度
位置服务和卫星通信服务
市场化融合应用，以航天
技术服务于智能驾驶和广
域物联网领域，进而推动
未来出行服务的智能化转
型升级，迎接汽车行业的
变革性发展；此外还在交
通、海洋、环保、应急等
多领域展开应用实践，助
力全行业卫星应用需求快
速落地。他们以实际行动
践行了航天科技为国家、
社会和大众服务的核心宗
旨。
《商业航天工程导论》
围绕卫星工程系统、轨道
与星座、卫星平台、有效
载荷及各个控制分系统的
组成、工作原理与设计技
术、芯片筛选与设计、卫
星总装集成测试及可靠性
设计、卫星应用平台设计
以及工程风险分析等方面
论述了新技术实践及相应
理论依据，并阐述了商业
航天的不同领域应用，为
我们呈现了一幅商业航天
工程的前景蓝图。本书是
作者在商业航天领域的工
程经验总结，我相信这本
专著的出版将会促进商业
航天领域的技术创新和工
程应用。我更看重的是本
书全面、系统又较为深入
介绍的商业航天工程理论
及技术进展、工程应用及
实践探索，将为当今关注
商业航天领域发展的工程
技术人员、管理者甚至投
资者提供难能可贵的参考
，为商业航天产业发展作
出自己的贡献。
中国工程院院士
刘经南
2021年12月30日