运载火箭上面级(Upper-Stage)通常作为卫星的轨道转移级，用于空间多星分配。其在轨时间较长，一般可达8～10天，为了保证上面级的所有仪器、贮箱等部件在整个工作周期内能够正常运行，需要对其采用恰当的热控措施。上面级的结构不同于卫星，其开放式的结构以及大容量的贮箱决定了它与卫星热控方式的不同，并且由于上面级频繁变轨的特性，其工作轨道多为非开普勒轨道(Non-Keplerian)，这也正是商业软件不能很好的进行上面级热分析的原因。　　为了寻求合理的热控方案，对国外类似型号上面级的热控方案进行了调研总结，对比了本文上面级与国外上面级结构及功能上的不同之处，提出了一套可行的热控方案，并根据上面级的工作方式，在各个极端工况下，用Sinda/G及Nevada软件按工况进行了温度场分析，以验证热控方案的正确性。　　Nevada是基于MonteCarlo方法的辐射分析软件，在对特定对象进行辐射计算时，此种方法具有盲目性，并且效率不高，因此在辐射换热系数计算方面，摒弃了Nevada软件使用的MonteCarlo方法，而使用近年来讨论较多的Gebhart方法，这种方法更适用于固定结构下的热分析工作，有效地提高了热分析工作的效率，并且在精度上有所保证。　　上面级在工作时，需要经过频繁地变轨作业，常工作于非开普勒轨道中，Nevada在非开普勒轨道热计算方面的能力有所欠缺，为了能够使Nevada能够更好地适用于非开普勒轨道飞行器的热计算，根据软件的计算原理，引入了一种用多段开普勒轨道拟合非开普勒轨道的方法，从而实现了非开普勒轨道外热流在Nevada中的计算。　　通过将Gebhart辐射换热系数计算模块以及非开普勒轨道外热流计算模块引入到Sinda/G及Nevada软件体系中，经过计算，所有的仪器、贮箱等部件的稳态及瞬态温度均在温度要求范围之内，从而证明所提出的热控方案可以满足上面级的任务要求，具有一定的实际工程意义。