火星探测捕获段组合导航方法及应用研究

声明

第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2典型深空任务导航方案介绍

（1）水手九号(Mariner-9)

（2）奥德赛（Odyssey）

（3）火星勘测环绕器（MRO）

（4）曼加里安号（Mangalyaan）

（5）好奇号（MSL）

（6）洞察号（INSIGHT）

1.3几种深空导航新方法分析

1.3.1火星导航网络

1.3.2 X射线脉冲星导航

1.3.3恒星光谱多普勒导航

1.3.4量子导航

1.4我国深空导航研究现状

1.5论文研究内容

第二章 火星捕获动力学理论基础

2.1引言

2.2相关定义

2.2.1飞行阶段划分工程定义

2.2.2引力球与影响球

2.3深空飞行时空基准

2.3.1空间坐标系

2.3.2时间基准

2.4发动机主动制动捕获动力学建模

2.4.1利用发动机制动主动捕获理论模型

2.4.2利用发动机制动主动捕获制导策略

2.5气动减速被动捕获动力学建模与制导设计

2.5.1气动减速被动捕获理论建模

2.5.2气动减速被动捕获制导律设计

2.6误差影响分析

2.7小结

第三章 火星探测器导航方法及误差分析

3.1引言

3.2基于地基深空网的无线电导航方法

3.2.1地基深空网的无线电导航原理

3.2.2地基深空网的无线电导航量测方程

3.2.3地基深空网的无线电导航误差分析

3.2.4数值仿真与分析

3.2.5特点与适用范围分析

3.3基于火星系光学成像导航方法

3.3.1天文光学测量自主导航原理

3.3.2天文光学测量自主导航量测方程

3.3.3光学自主导航的误差分析

3.3.4数值仿真与分析

3.3.5特点与适用范围分析

3.4基于火星导航网络的导航方法

3.4.1火星导航网络的导航原理

3.4.2火星导航网络的导航量测方程

3.4.3火星导航网络的误差分析

3.4.4数值仿真与分析

3.4.5特点与适用范围分析

3.5恒星光谱多普勒导航方法

3.5.1恒星光谱多普勒导航原理

3.5.2恒星光谱多普勒导航量测方程

3.5.3恒星光谱多普勒导航误差分析

3.5.4数值仿真与分析

3.5.5特点与适用范围分析

3.6脉冲星导航方法

3.6.1 X射线脉冲星测距导航原理

3.6.2 X射线脉冲星测距导航量测方程

3.6.3 X射线脉冲星测距导航误差分析

3.6.4数值仿真与分析

3.6.5特点与适用范围分析

3.7小结

第四章 火星捕获段组合导航方法应用研究

4.1引言

4.2火星捕获工程约束分析

4.2.1地面测定轨约束

4.2.2控制系统约束

4.2.3推进系统约束

4.2.4工程约束综合分析

4.3地面深空网与光学成像组合导航

4.3.1组合导航方案

4.3.2组合导航模型

4.3.3数值仿真与分析

4.4地面深空网与火星导航网络组合导航

4.4.1组合导航方案

4.4.2组合导航模型

4.4.3数值仿真与分析

4.5地面深空网与恒星光谱多普勒组合导航

4.5.1组合导航方案

4.5.2组合导航模型

4.5.3数值仿真与分析

4.6地面深空网与脉冲星组合导航

4.6.1组合导航方案

4.6.2组合导航模型

4.6.3数值仿真与分析

4.7捕获段导航切换策略

4.7.1捕获段导航特点分析

4.7.2导航指标的评价

4.7.3导航切换策略

4.7.4切换策略分析

4.8小结

第五章 火星捕获段组合导航仿真系统设计与验证

5.1引言

5.2火星导航仿真系统设计

5.2.1仿真系统组成

5.2.2系统数据流向图

5.3仿真系统模块设计

5.3.1轨道发生器模块

5.3.2光学导航模块

5.3.3地面无线电导航模块

5.3.4星间无线电模块

5.3.5导航滤波模块

5.4捕获段导航仿真分析

5.4.1火星光学导航图象模拟

5.4.2地面无线电与光学组合导航分析

5.5小结

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2后续工作及展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果