本書針對我國月球探測、火星探測等深空探測工程的迫切需求，在大量參考國外資料及工程背景的前提下，與我國的工程實踐緊密結合，繫統、深入地研究了深空探測器自主天文導航技術，比較充分地反映了**外深空探測器天文導航技術的飛速發展狀況及其*新技術成果，是****部繫統介紹深空探測器自主天文導航方法的學術專著。

本書針對國防基礎科研單位和相關工程部門對深空探測器自主天文導 航技木的迫切需求，在總結多年科研成果的基礎上，洋細，深入地論述了 深空探測器自主人文導航的基本原理。理論與應用方法。主要內容包括深 空探測器自主天文導航的國內外發展現狀，相關基礎知識和基本理論，近 地停泊軌道上、轉移軌道上深空探測器和行星探測漫遊車的自主天文導航 方法，深空探測器自主天文導航的計算機仿真實驗和半物理仿真實驗等。 本書既可作為相關領域下程技術人員的參考書，也可作為高等院校相 關專業尚年級本科生和研究生的教學參考書。

第1章 緒論
1.1 深空探測器的自**航技術
1.1.1 深空探測器在近地停泊軌道上的自**航技術
1.1.2 深空探測器在轉移軌道上的自**航技術
1.1.3 深空探測漫遊車的自**航技術
1.2 深空探測器自主天文導航方法
1.2.1 深空探測器在近地停泊軌道上的自主天文導航方法
1.2.2 深空探測器在轉移軌道上的自主天文導航方法
1.2.3 深空探測漫遊車的自主天文導航方法
1.3 本章小結
參考文獻
第2章 深空探測器自主天文導航的基本原理
2.1 引言
2.2 深空探測器自主天文導航的原理簡介
2.2.1 近地停泊軌道上深空探測器自主天文導航的原理簡介
2.2.2 轉移軌道上深空探測器自主天文導航的原理簡介
2.2.3 深空探測漫遊車自主天文導航的原理簡介
2.3 常用坐標繫
2.3.1 慣性坐標繫
2.3.2 軌道坐標繫
2.3.3 星體坐標繫
2.3.4 地理坐標繫
2.4 深空探測器的軌道運動
2.4.1 多體問題和限制性三體問題
2.4.2 地月飛行的軌道運動
2.4.3 行星際飛行的軌道運動
2.4.4 轉移軌道的類型
2.5 深空探測器的姿態運動
2.5.1 方向餘弦、歐拉角和四元數
2.5.2 方向餘弦、歐拉角和四元數之間的轉換關繫
2.5.3 姿態運動學方程
2.5.4 姿態動力學方程
2.6 深空探測器自**航的濾波方法
2.6.1 擴展卡爾曼濾波
2.6.2 unscented卡爾曼濾波
2.6.3 粒子濾波
2.6.4 多模型濾波
2.7 本章小結
參考文獻
第3章 近地停泊軌道上深空探測器的自主天文導航方法
3.1 引言
3.2 近地停泊軌道上深空探測器自主天文導航繫統模型的建立
3.2.1 近地停泊軌道上深空探測器的軌道動力學**建模
3.2.2 直接敏感地平的自主天文導航方法
3.2.3 間接敏感地平的自主天文導航方法
3.3 一種基於UPF的直接敏感地平和間接敏感地平相結合的天文導航方法
3.3.1 繫統模型的建立
3.3.2 基於信息融合的UPF濾波方法
3.3.3 仿真結果與分析
3.4 一種天文/Doppler組合導航新方法
3.4.1 繫統模型的建立
3.4.2 基於UPF的組合導航方法
3.4.3 仿真結果與分析
3.5 本章小結
參考文獻
第4章 近地停泊軌道上深空探測器自主天文導航繫統的性能分析
4.1 引言
4.2 濾波方法的選擇及優化
4.2.1 三種方法在不同濾波周期下的導航性能比較
4.2.2 三種方法在不同噪聲分布下的導航性能比較
4.2.3 三種方法的計算量比較
4.3 UPF中UKF參數的選擇及優化方法
4.3.1 參數τ的選擇
4.3.2 參數Q的選擇
4.3.3 參數R的選擇
4.4 粒子數和重采樣方法的選擇及優化方法
4.4.1 粒子個數的選擇
4.4.2 重采樣方法的選擇
4.5 星敏感器*佳安裝方位的確定及可觀測分析
4.5.1 基於PWCS和混合條件數的自主天文導航可觀測度分析方法
4.5.2 星敏感器安裝坐標繫的建立
4.5.3 星敏感器的*佳安裝方位
4.6 本章小結
參考文獻
第5章 月球探測器的自主天文導航方法
5.1 引言
5.2 轉移軌道上月球探測器自主天文導航的GAUPF新方法
5.2.1 繫統模型的建立
5.2.2 GAUPF方法
5.2.3 計算機仿真
5.3 轉移軌道上月球探測器的天文/Doppler組合導航方法
5.3.1 繫統模型的建立
5.3.2 基於UPF的組合導航方法
5.3.3 計算機仿真
5.4 月球衛星的自宅天文導航方法
5.4.1 月球衛星的軌道動力學**建模
5.4.2 基於軌道動力學和姿態運動學的月球衛星自主天文導航的狀態模型
5.4.3 月球衛星自主天文導航的量測模型
5.4.4 基於四元數—廣義Rodrigues參數的姿態和姿態誤差聯合估計方法
5.4.5 計算機仿真
5.5 基於天文和陸標觀測的月球衛星自**航方法
5.5.1 天文/陸標導航繫統模型的建立
5.5.2 計算機仿真
5.6 本章小結
參考文獻
第6章 火星及其他行星際探測器的自主天文導航方法
6.1 引言
6.2 地火轉移軌道深空探測器的自主天文導航方法
6.2.1 地火轉移軌道深空探測器軌道動力學模型的建立
6.2.2 地火轉移軌道深空探測器天文量測模型的建立
6.2.3 計算機仿真
6.3 一種改進的MMUPF方法及其在火星探測器自主天文導航中的應用
6.3.1 繫統模型的建立
6.3.2 MMUPF方法
6.3.3 計算機仿真
6.4 借力飛行軌道上深空探測器的自主天文導航新方法
6.4.1 深空探測器的純天文幾何解析方法
6.4.2 純天文幾何解析和濾波方法相結合的自主天文導航方法
6.4.3 計算機仿真
6.5 基於X射線脈衝星的深空探測器自主天文導航方法
6.5.1 脈衝星及脈衝星導航的發展
6.5.2 基於X射線脈衝星的深空探測器自主天文導航基本原理
6.5.3 位置增量法
6.5.4 濾波方法的模型建立
6.5.5 計算機仿真
6.6 本章小結
參考文獻
第7章 行星探測漫遊車的自主天文導航方法
7.1 引言
7.2 行星探測漫遊車自主天文導航繫統模型的建立
7.2.1 漫遊車自主天文導航的基本原理
7.2.2 漫遊車自**航的高度差法
7.3 基於UPF的月球車自主天文導航新方法
7.3.1 漫遊車運動模型的建立
7.3.2 導航繫統的數學模型
7.3.3 計算機仿真
7.3.4 誤差分析
7.4 基於ASUPF的月球車天文定位方法
7.4.1 基於ASUPF的月球車天文定位方法的繫統模型
7.4.2 計算機仿真
7.5 一種改進的月球車自主天文定位定向方法
7.5.1 繫統模型的建立
7.5.2 基於UPF的定位定姿方法
7.5.3 計算機仿真
7.6 月球車的慣性/天文組合導航新方法
7.6.1 慣性/天文組合導航繫統的數學模型
7.6.2 基於UPF的聯邦濾波器設計
7.6.3 汁算機仿真
7.7 火星車的特殊天文導航方法
7.7.1 火星車的特殊天文導航方法的原理
7.7.2 繫統模型的建立
7.7.3 計算機仿真
7.8 本章小結
參考文獻
第8章 深空探測器自主天文導航的計算機仿真實驗和半物理仿真實驗
8.1 引言
8.2 利用STK的天文導航計算機仿真數據的生成方法
8.2.1 利用STK生成近地停泊軌道深空探測器軌道和姿態數據
8.2.2 利用STK生成月球探測器軌道數據
8.2.3 利用STK生成火星探測器軌道數據
8.3 利用STK的天文導航計算機仿真實驗
8.4 天文導航半物理仿真繫統及半物理仿真數據的產生
8.4.1 繫統組成
8.4.2 繫統工作流程
8.5 利用天文導航半物理仿真繫統的半物理仿真實驗
8.6 本章小結
參考文獻
第9章 總結與展望
9.1 天文導航算法
9.2 天文導航繫統
9.3 未來深空探測工程的需求牽引
參考文獻