航天器自主天文導航原理與方法

第一章 概論
1.1 天文導航概述
1.1.1 天文導航特點
1.1.2 天文導航歷史
1.1.3 天文導航發(fā)展現(xiàn)狀
1.2 天體和天體運動
1.2.1 天體
1.2.2 天體運動
1.3 常用坐標系
1.3.1 天球上的基本點、線、圓
1.3.2 赤道坐標系
1.3.3 地平坐標系
1.3.4 黃道坐標系
1.4 時間系統(tǒng)
1.4.1 恒星日、太陽日、平陽日
1.4.2 各種時間系統(tǒng)
1.4.3 地方時和區(qū)時
1.4.4 歷法的基本概念
1.5 本章小結
參考文獻
第二章 天文導航的天體敏感器
2.1 引言
2.2 天體敏感器分類
2.3 恒星敏感器
2.3.1 恒星敏感器簡介
2.3.2 恒星敏感器分類
2.3.3 恒星敏感器設計
2.3.4 恒星敏感器誤差分析與標定
2.4 太陽敏感器.
2.4.1 太陽敏感器簡介
2.4.2 太陽敏感器分類
2.4.3 太陽敏感器設計
2.4.4 太陽敏感器試驗與標定
2.5 地球敏感器
2.5.1 地球敏感器簡介
2.5.2 地球敏感器分類
2.5.3 地球敏感器設計
2.5.4 地球敏感器試驗與標定
2.6 其他天體敏感器
2.7 空間六分儀自主天文定位系統(tǒng)(ss—anars)
2.8 mans自主天文導航系統(tǒng)
2.8.1 mans自主導航系統(tǒng)原理
2.8.2 mans自主導航系統(tǒng)硬件
2.8.3 mans自主導航系統(tǒng)軟件
2.8.4 mans自主導航系統(tǒng)特點
2.9 本章小結
參考文獻
第三章 航天器軌道動力學方程及自主天文導航基本原理
3.1 引言
3.2 航天器二體軌道和軌道要素
3.2.1 二體問題
3.2.2 6個積分和軌道要素
3.3 航天器軌道攝動
3.3.1 航天器軌道攝動方程
3.3.2 地球非球形引力攝動
3.3.3 日、月攝動
3.3.4 大氣阻力攝動
3.3.5 太陽光壓攝動
3.3.6 潮汐攝動
3.4 深空探測器的軌道運動
3.4.1 多體問題和限制性三體問題
3.4.2 地月飛行的軌道運動
3.5 航天器自主天文導航基本原理
3.5.1 航天器基于軌道動力學方程的天文導航基本原理
3.5.2 航天器純天文幾何解析方法基本原理
3.6 本章小結
參考文獻
第四章 地球衛(wèi)星直接敏感地平的自主天文導航方法
4.1 引言
4.2 航天器自主天文導航技術
4.2.1 航天器自主導航的意義
4.2.2 地球衛(wèi)星自主天文導航技術概述
4.3地球衛(wèi)星直接敏感地平自主天文導航原理
4.4 地球衛(wèi)星直接敏感地平自主天文導航系統(tǒng)的數(shù)學模型
4.4.1 系統(tǒng)的狀態(tài)方程
4.4.2 系統(tǒng)的量測方程
4.4.3 計算機仿真
4.5 自主天文導航系統(tǒng)濾波方法
4.5.1 濾波方法綜述
4.5.2 幾種經典的濾波方法
4.5.3 先進的粒子濾波方法
4.6 地球衛(wèi)星直接敏感地平天文導航方法性能分析
4.6.1 不同軌道動力學方程對導航性能的影響
4.6.2 濾波周期對導航陛能的影響
4.6.3 觀測量對導航性能的影響
4.6.4 星敏感器安裝方位對導航性能的影響
4.7 地球衛(wèi)星直接敏感地平天文導航方法的可觀測性分析
4.7.1 與狀態(tài)方程相關的影響因素及可觀測性分析
4.7.2 與量測方程相關的影響因素及可觀測性分析
4.8 本章小結
參考文獻
第五章 地球衛(wèi)星間接敏感地平的自主天文導航方法
5.1 引言
5.2 星光折射間接敏感地平天文導航原理
5.2.1 星光大氣折射原理
5.2.2 星光折射高度與折射角、大氣密度之間的關系
5.2.3 大氣密度分布特性及星光折射特性建模
5.3 地球衛(wèi)星間接敏感地平的自主天文導航系統(tǒng)
5.3.1 系統(tǒng)的狀態(tài)方程
5.3.2 系統(tǒng)的量測方程
5.3.3 計算機仿真
5.4 基于信息融合的直接敏感地平和間接敏感地平相結合的自主天文導航方法
5.4.1 基于信息融合的自主天文導航方法原理
5.4.2 基于信息融合的自適應unscented卡爾曼濾波方法
5.4.3 計算機仿真
5.5 星光折射間接敏感地平的自主天文導航精度分析
5.5.1 量測信息對導航精度的影響分析
5.5.2 軌道參數(shù)對導航精度的影響分析
5.6 本章小結
參考文獻
第六章 深空探測器的自主天文導航原理與方法
6.1 引言
6.1.1 深空探測的發(fā)展
6.1.2 天文導航對深空探測的重要性
6.2 月球探測器在轉移軌道上的天文導航方法
6.2.1 月球探測器在轉移軌道上的軌道動力學方程
6.2.2 基于星光角距的自主天文導航方法
6.2.3 基于太陽、地球矢量方向的自主天文導航方法
6.2.4 月球探測器組合導航方法
6.3 月球衛(wèi)星的自主天文導航方法
6.3.1 月球衛(wèi)星的軌道動力學方程
6.3.2 月球衛(wèi)星的量測方程
6.4 月球車、火星車的自主天文導航技術
6.4.1 月球車的自主天文導航方法
6.4.2 火星車的自主天文導航方法
6.5 深空探測器純天文幾何解析定位方法
6.5.1 純天文定位的基本原理
6.5.2 純天文自主定位的觀測量及量測方程
6.5.3 純天文自主定位的幾何解析法
6.6 本章小結
參考文獻
第七章 彈道導彈的慣性/天文組合導航原理與方法
7.1 引言
7.2 慣性/天文組合導航原理
7.2.1 慣性/天文組合導航系統(tǒng)工作模式
7.2.2 慣性/天文組合導航系統(tǒng)的基本原理
7.2.3 慣性/天文組合導航系統(tǒng)建模
7.2.4 利用誤差狀態(tài)轉移矩陣估計導彈主動段導航誤差
7.3 慣性/天文組合導航系統(tǒng)研究
7.3.1 可觀測度分析方法及其在組合導航系統(tǒng)降維濾波器設計中的應用
7.3.2 重力異常對彈道導彈慣性導航精度影響的分析與補償.
7.3.3 一種針對關機點彈體狀態(tài)突變帶漸消因子的kf方法.
7.4 慣性/天文組合導航系統(tǒng)性能分析
7.4.1 彈道導彈軌跡發(fā)生器
7.4.2 星敏感器的精度對導航性能的影響
7.4.3 濾波周期對導航}生能的影響
7.4.4 不同初始失準角對導航性能的影響
7.5 本章小結
參考文獻
第八章 利用stk的天文導航系統(tǒng)計算機仿真
8.1 引言
8.2 stk軟件的安裝
8.2.1 系統(tǒng)要求
8.2.2 軟件的安裝
8.3 stk基本使用方法
8.3.1 stk的啟動：
8.3.2 stk的任務管理窗口
8.4 利用stk產生衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)
8.5 利用stk產生衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)
8.6 本章小結
參考文獻
第九章 天文導航中星圖預處理及匹配識別技術
9.1 引言
9.2 星圖的預處理
9.2.1 星圖圖像的去噪方法
9.2.2 星圖圖像的畸變校正方法
9.2.3 基于局部熵的星體位置確定方法
9.2.4 半物理仿真實驗及結果分析
9.3 星圖的匹配識別
9.3.1 基于delaunay剖分算法的快速星圖匹配識別方法2
9.3.2 基于新型hausdorff距離的星圖識別方法
9.3.3 基于新型hausdorff距離的改進星圖識別方法
9.4 星體的質心提取
9.4.1 基于高斯曲面擬合的星體質心提取方法
9.4.2 半物理仿真實驗及結果分析
9.5 本章小結
參考文獻
第十章 天文導航半物理仿真系統(tǒng)
10.1 引言
10.2 天文導航半物理仿真系統(tǒng)的總體設計
lo.2.1 系統(tǒng)組成
10.2.2 系統(tǒng)工作流程
10.3系統(tǒng)各模塊的設計
10.3.1 軌道發(fā)生器的設計
10.3.2 星圖模擬器的設計
10.3.3 星敏感器模擬器的設計
10.3.4 導航計算機的設計
10.4.星圖模擬系統(tǒng)實現(xiàn)
10.4.1 星圖模擬的原理
10.4.2 隨機視場中觀測星的選取及其驗證方法
10.4.3 星圖的模擬及軟件實現(xiàn)
10.5 天文導航半物理仿真系統(tǒng)的標定及實驗
10.5.1 系統(tǒng)硬件設備的標定
10.5.2 系統(tǒng)軟件平臺的實現(xiàn)
10.5.3 動靜態(tài)實驗及結果分析
10.6 基于半物理仿真系統(tǒng)的天文導航實驗
10.7 本章小結
參考文獻
第十一章 航天器天文導航展望
11.1 基于軌道動力學的天文導航濾波方法的展望
11.2 純天文幾何解析導航方法的展望
11.3 天文組合導航系統(tǒng)的展望
11.4 結束語
參考文獻