航天器轨道机动与姿态控制技术考核试卷

航天器轨道机动与姿态控制技术考核试卷考生姓名：__________答题日期：_______年__月__日得分：_________判卷人：_________

一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.航天器轨道机动的主要目的是（）

A.调整航天器轨道高度

B.改变航天器轨道倾角

C.保持航天器在预定轨道上运行

D.提高航天器运行速度

2.姿态控制技术主要包括哪些类型（）

A.反作用轮控制

B.推力器控制

C.重力梯度控制

D.以上都是

3.在航天器轨道机动中，以下哪种方式可以实现轨道高度的调整（）

A.轨道圆化

B.轨道倾角调整

C.近心点或远心点机动

D.偏心率调整

4.姿态控制系统中的反作用轮主要用于（）

A.改变航天器轨道

B.调整航天器姿态

C.保持航天器稳定

D.提高航天器速度

5.下列哪种方法不属于航天器姿态控制（）

A.反作用轮控制

B.推力器控制

C.飞轮控制

D.电子控制

6.轨道倾角调整时，航天器所需的机动速度与以下哪个因素无关（）

A.航天器质量

B.轨道高度

C.倾角调整幅度

D.地球自转速度

7.重力梯度稳定方法适用于以下哪种类型的航天器（）

A.低轨道航天器

B.高轨道航天器

C.同步轨道航天器

D.月球探测器

8.在进行轨道机动时，以下哪种因素可能影响机动效果（）

A.航天器质量

B.机动速度

C.大气阻力

D.所有以上因素

9.姿态控制系统中的推力器通常使用哪种推进剂（）

A.液体推进剂

B.固体推进剂

C.混合推进剂

D.气体推进剂

10.以下哪种方法不属于轨道机动（）

A.轨道圆化

B.轨道倾角调整

C.姿态控制

D.近心点或远心点机动

11.航天器在轨道上的位置和速度可以通过以下哪个参数确定（）

A.轨道倾角

B.偏心率

C.近心点和远心点

D.基本轨道六根数

12.在轨道机动过程中，以下哪种情况可能导致机动失败（）

A.机动速度过快

B.机动速度过慢

C.机动方向正确

D.航天器质量过大

13.以下哪种因素对航天器姿态控制系统的设计影响较小（）

A.航天器质量

B.航天器体积

C.航天器轨道

D.地球自转速度

14.在航天器姿态控制中，以下哪个参数表示姿态角（）

A.滚转角

B.偏航角

C.俯仰角

D.所有以上参数

15.关于航天器轨道机动，以下哪个说法正确（）

A.轨道机动只能改变轨道高度

B.轨道机动可以改变轨道形状

C.轨道机动不能改变轨道倾角

D.轨道机动与姿态控制无关

16.在姿态控制系统中，以下哪种方法可以实现航天器三轴稳定（）

A.反作用轮控制

B.推力器控制

C.重力梯度控制

D.电子控制

17.以下哪种情况可能导致航天器姿态失控（）

A.反作用轮故障

B.推力器燃料耗尽

C.重力梯度控制失效

D.所有以上情况

18.在轨道机动过程中，以下哪种方法可以减小大气阻力对机动的影响（）

A.提高机动速度

B.降低机动速度

C.选择适当的机动时间

D.增加航天器质量

19.以下哪种因素对航天器轨道寿命影响较大（）

A.轨道高度

B.轨道倾角

C.大气阻力

D.航天器质量

20.关于航天器姿态控制技术，以下哪个说法错误（）

A.姿态控制系统可以确保航天器在预定轨道上稳定运行

B.姿态控制系统可以调整航天器指向

C.姿态控制系统可以改变航天器轨道

D.姿态控制系统对航天器正常运行至关重要

二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.航天器进行轨道机动时，以下哪些因素会影响机动燃料的消耗（）

A.机动类型

B.机动幅度

C.航天器质量

D.所有以上因素

2.以下哪些是航天器姿态控制系统的常见类型（）

A.反作用轮控制

B.推力器控制

C.磁力控制

D.重力梯度控制

3.轨道机动过程中可能遇到的困难包括（）

A.大气阻力

B.推进剂限制

C.机动方向的精确控制

D.所有以上困难

4.姿态控制系统的作用包括（）

A.维持航天器稳定

B.调整航天器指向

C.改变航天器轨道

D.A和B

5.以下哪些因素会影响航天器的轨道寿命（）

A.轨道高度

B.轨道倾角

C.航天器的反作用轮数量

D.大气阻力和轨道高度

6.航天器在进行轨道机动时，以下哪些操作可以减少能量消耗（）

A.选择合适的机动时机

B.减少机动幅度

C.提高推进系统的效率

D.A和B

7.以下哪些是轨道机动中的常见类型（）

A.Hohmann转移

B.bielliptic转移

C.圆化轨道

D.所有以上类型

8.姿态控制系统设计时需要考虑的因素包括（）

A.航天器的质量

B.航天器的形状

C.航天器的轨道

D.航天器的工作环境

9.以下哪些情况下需要进行航天器姿态控制（）

A.航天器发生姿态偏离

B.航天器需要调整太阳能帆板方向

C.航天器执行观测任务

D.所有以上情况

10.重力梯度稳定方法的优点包括（）

A.简单

B.节省燃料

C.对航天器结构要求低

D.A和B

11.以下哪些是轨道机动时可能采用的推进系统（）

A.化学推进

B.电推进

C.热推进

D.所有以上推进系统

12.姿态控制系统的性能指标包括（）

A.响应时间

B.稳定性

C.控制精度

D.A、B和C

13.以下哪些因素可能导致航天器在轨道机动时出现问题（）

A.推力器故障

B.导航系统误差

C.外部环境变化

D.所有以上因素

14.在设计轨道机动策略时，以下哪些因素需要考虑（）

A.机动目标

B.燃料消耗

C.机动时间

D.所有以上因素

15.以下哪些方法可以用于航天器姿态角的测量（）

A.星敏感器

B.陀螺仪

C.地面观测

D.A和B

16.在轨道机动中，以下哪些情况可能导致机动失败（）

A.机动速度不准确

B.机动方向错误

C.没有考虑地球形状的摄动

D.A、B和C

17.以下哪些是航天器姿态控制中的非线性问题（）

A.航天器动力学特性

B.推力器的不稳定性

C.控制系统的饱和效应

D.A、B和C

18.以下哪些方法可以用于提高航天器姿态控制的精度（）

A.使用高精度的传感器

B.优化控制算法

C.增加控制系统的带宽

D.A、B和C

19.以下哪些因素会影响航天器轨道机动时的推进剂消耗（）

A.机动策略

B.推进系统的类型

C.航天器质量

D.所有以上因素

20.在航天器姿态控制中，以下哪些技术可以减少燃料消耗（）

A.使用电推进系统

B.采用被动稳定技术

C.优化姿态控制策略

D.A、B和C

三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）

1.在轨道机动中，Hohmann转移是一种常用的______转移方式。（）

2.航天器进行姿态控制时，通常使用的姿态角包括______、______和______。（）

3.轨道机动过程中，为了减小大气阻力的影响，应选择在______进行机动。（）

4.姿态控制系统中的反作用轮通过改变航天器的______来实现姿态控制。（）

5.轨道倾角调整时，航天器所需的机动速度与轨道高度和______有关。（）

6.在航天器姿态控制中，______稳定性是指航天器在受到扰动后能够恢复到稳定状态的能力。（）

7.电动推进器在航天器姿态控制中的主要优点是______和______。（）

8.轨道机动时，航天器的______和______决定了机动所需的时间。（）

9.重力梯度稳定方法主要适用于______轨道上的航天器。（）

10.姿态控制系统的设计需要考虑航天器的______、______和______等因素。（）

四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.轨道机动只能改变航天器的轨道高度。（）

2.姿态控制系统的目的是保持航天器在预定轨道上稳定运行。（）

3.在所有轨道机动类型中，Hohmann转移所需燃料最多。（）

4.反作用轮控制是一种主动姿态控制方法。（）

5.轨道倾角越大，航天器所需的机动速度越小。（）

6.电推进系统在姿态控制中可以大大减少燃料消耗。（）

7.航天器在轨道上的位置和速度可以通过轨道六根数完全确定。（）

8.姿态控制系统设计时，不需要考虑航天器的工作环境。（）

9.任何类型的轨道机动都不会改变航天器的轨道形状。（）

10.在轨道机动过程中，大气阻力的影响可以忽略不计。（）

五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）

1.请描述航天器进行轨道机动的主要目的和常见类型，并简要说明每种类型的适用场景和优缺点。

2.详细解释姿态控制系统的基本原理及其在航天器运行中的作用。同时，讨论至少两种常见的姿态控制方法，包括它们的工作原理和主要优点。

3.在进行轨道机动时，如何考虑和减小大气阻力的影响？请提出几种策略，并分析每种策略的有效性和可能的风险。

4.假设你需要设计一个航天器的姿态控制系统，请列出设计过程中需要考虑的关键因素，并说明如何通过系统设计来提高姿态控制的稳定性和精度。

标准答案

一、单项选择题

1.C

2.D

3.C

4.B

5.D

6.D

7.C

8.D

9.A

10.C

11.D

12.A

13.D

14.D

15.B

16.D

17.D

18.A

19.D

20.C

二、多选题

1.D

2.ABD

3.ABCD

4.AB

5.AD

6.ABC

7.ABCD

8.ABCD

9.ABCD

10.AB

11.ABCD

12.ABCD

13.ABCD

14.ABCD

15.AB

16.ABCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空题

1.最小能量

2.滚转角、偏航角、俯仰角

3.夜间

4.角动量

5.倾角调整幅度

6.动力学

7.高效率、低燃料消耗

8.轨道高度、倾角

9.同步

10.质量、形状、轨道

四、判断题

1.×

2.√

3.×

4.√

5.×

6.√

7.√

8.×

9.×

10.×

五、主观题（参考）

1.轨道机动目的：改变轨道高度、倾角、形状等。常见类型：Hohmann转移、bielliptic转移、圆化轨道。适用场景：Hohmann转移适