深空探測是人類對深空環(huán)境和天體開展的探測活動。它是伴隨人類航天科技水平和能力提升而發(fā)展的又—航天活動重點領域。與地球衛(wèi)星相比，深空探測器距離地球遠、傳輸時滯大、實時測控難，僅依靠地面測控難以滿足探測器的實時性要求，因此，探測器的自主管理成為深空探測領域的關鍵問題之一。
《深空探測器自主導航與制導》圍繞深空探測器自主導航與制導的特殊環(huán)境與約束問題，系統(tǒng)介紹了深空探測器自主導航與制導的基礎理論，給出了探測器不同飛行階段的自主導航與制導方法，包括基于暗弱目標的星際巡航段自主導航方法、基于天體視線信息的接近段自主導航與交會制導方法、基于路標信息的繞飛天體參數自主確定方法、基于矢量測量的著陸狀態(tài)自主估計方法。書中既包括深空探測自主導航與制導的基礎理論，又含有新穎的自主導航與制導系統(tǒng)設計思想和實用方法。
《深空探測器自主導航與制導》的主要讀者為從事深空探測領域相關工作的研究人員和科技工作者，也可作為高等院校相關專業(yè)的教學參考書。
第1章 緒論
1．1 引言
1．1．1 深空與深空探測
1．1．2 深空探測典型任務
1．2 深空探測器的導航問題
1．2．1 探測器導航與測控
1．2．2 探測器制導與控制
1．3 深空探測器自主導航
1．4 本書主要內容
參考文獻
第2章 自主導航模型與方法
2．1 動力學系統(tǒng)模型
2．1．1 坐標系與時間系統(tǒng)
2．1．2 軌道動力學方程
2．2 導航觀測模型
2．2．1 近天體視線角測量模型
2．2．2 夾角信息測量模型
2．2．3 徑向速度測量模型
2．2．4 距離測量模型
2．2．5 脈沖星測量模型
2．3 導航敏感器
2．3．1 光學敏感器
2．3．2 慣性測量單元
2．3．3 測距測速敏感器
2．3．4 可變輻射信號敏感器
2．4 導航幾何分析法
2．4．1 導航位置面
2．4．2 探測器位置確定
2．4．3 探測器姿態(tài)確定
2．4．4 天體特性參數確定
2．5 探測器自主軌道確定
2．5．1 自主軌道確定原理
2．5．2 自主軌道確定方法
參考文獻
第3章 自主導航系統(tǒng)性能分析
3．1 自主導航系統(tǒng)的可觀性分析
3．1．1 自主導航系統(tǒng)可觀性判別
3．1．2 自主導航系統(tǒng)可觀性度量
3．2 自主導航系統(tǒng)的非線性強度分析
3．2．1 非線性強度定義
3．2．2 非線性強度判別
3．3 自主導航系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3．4 自主導航系統(tǒng)的精度分析
3．4．1 狀態(tài)誤差橢圓
3．4．2 狀態(tài)誤差傳遞
3．4．3 導航系統(tǒng)的誤差界
參考文獻
第4章 自主導航信息處理
4．1 星際巡航段信息處理
4．1．1 星際巡航段導航信息特點
4．1．2 星際巡航段導航信息處理
4．1．3 暗弱星點拖曳圖像中心特征提取
4．2 接近交會段信息處理
4．2．1 接近交會段導航信息特點
4．2．2 接近交會段導航信息處理
4．2．3 不規(guī)則目標天體幾何形心獲取
4．3 環(huán)繞伴飛段信息處理
4．3．1 環(huán)繞伴飛段導航信息特點
4．3．2 環(huán)繞伴飛段導航信息處理
4．3．3 復雜形貌特征魯棒識別匹配
4．4 下降著陸段信息處理
4．4．1 下降著陸段導航信息特點
4．4．2 下降著陸段導航信息處理
4．4．3 星表形貌識別與著陸點確定
參考文獻
第5章 星際巡航段自主導航
5．1 星際巡航任務特點
5．2 星際巡航段自主導航方法
5．2．1 小行星篩選與規(guī)劃
5．2．2 多小行星圖像自主導航方法
5．3 巡航姿態(tài)機動規(guī)劃與控制
5．3．1 姿態(tài)機動規(guī)劃與控制問題
5．3．2 單軸隨機擴展大角度機動規(guī)劃
5．3．3 多約束下姿態(tài)機動規(guī)劃與控制
參考文獻
第6章 接近交會段自主導航與制導
6．1 接近交會任務特點
6．2 接近交會段自主導航方法
6．2．1 地面輔助的光學導航方法
6．2．2 目標天體圖像自主導航方法
6．3 接近交會段自主制導方法
6．3．1 自主交會比例制導方法
6．3．2 自主交會預測制導方法
參考文獻
第7章 環(huán)繞伴飛段自主導航
7．1 環(huán)繞伴飛任務特點
7．2 目標天體導航特征庫構建方法
7．2．1 序列圖像觀測模型
7．2．2 弱透視近似透視投影變換
7．2．3 基于因式分解算法的三維重構及狀態(tài)估計
7．2．4 丟失及新增特征點的處理
7．2．5 不確定性分析
7．2．6 實例應用與分析
7．3 環(huán)繞伴飛段自主導航方法
7．3．1 目標天體物理參數估計方法
7．3．2 目標天體特征自主導航方法
參考文獻
第8章 下降著陸段自主導航與制導
8．1 下降著陸任務特點
8．2 下降著陸段自主導航方法
8．2．1 多特征圖像光學導航方法
8．2．2 三矢量信息組合導航方法
8．3 下降著陸段自主制導方法
8．3．1 多項式制導算法
8．3．2 能量最優(yōu)制導算法
8．3．3 多約束著陸軌跡優(yōu)化方法
8．3．4 路徑點優(yōu)化反饋制導算法
參考文獻
第9章 自主導航與制導系統(tǒng)仿真
9．1 仿真系統(tǒng)的功能與結構
9．1．1 仿真系統(tǒng)設計
9．1．2 數學仿真系統(tǒng)
9．1．3 半物理仿真系統(tǒng)
9．2 小天體撞擊自主導航與制導半物理仿真
9．2．1 小天體撞擊任務分析
9．2．2 仿真系統(tǒng)設計
9．2．3 典型任務仿真實例
9．3 小天體附著自主導航與制導半物理仿真
9．3．1 小天體附著任務分析
9．3．2 仿真系統(tǒng)設計
9．3．3 典型任務仿真實例
9．4 火星著陸自主導航與制導數學仿真
9．4．1 火星著陸任務分析
9．4．2 仿真系統(tǒng)設計
9．4．3 典型任務仿真實例
參考文獻
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