深空探測天文測距與測速自主導航方法

目錄
“電子與信息作戰(zhàn)叢書”序
前言
第1章　概論　1
1.1　天文導航概述　1
1.2　脈沖星導航　3
1.3　太陽到達時間差分測距導航　4
1.4　太陽多普勒測速導航　5
1.5　小結　7
參考文獻　7
第2章　脈沖星到達時間與周期估計　9
2.1　引言　9
2.2　基于觀測距-壓縮感知的低流量脈沖星到達時間估計　9
2.2.1　基于壓縮感知的到達時間估計框架　10
2.2.2　觀測距　11
2.2.3　算法框架與流程　13
2.2.4　仿真實驗及結果分析　17
2.3　基于類Hadamard-壓縮感知的脈沖星到達時間估計　21
2.3.1　類Hadamard觀測矩陣設計　21
2.3.2　算法框架與流程　24
2.3.3　仿真實驗及結果分析　25
2.4　無嘗試性歷元折疊的脈沖星周期估計　29
2.4.1　脈沖星輪廓畸變原理及周期估計克拉默-拉奧下界　29
2.4.2　算法框架與流程　34
2.4.3　計算復雜度分析　39
2.4.4　仿真實驗及結果分析　40
2.5　基于經驗模態(tài)分解-壓縮感知的脈沖星周期估計　45
2.5.1　*優(yōu)固有模態(tài)觀測矩陣　46
2.5.2　算法框架與流程　48
2.5.3　計算復雜度分析　51
2.5.4　仿真實驗及結果分析　51
2.6　基于非線性約束*小二乘的位置和速度聯(lián)合估計　57
2.6.1　基于Fourier的脈沖星到達時間估計　57
2.6.2　深空探測器速度與脈沖星到達時間之間的關系模型　57
2.6.3　算法框架與流程　59
2.6.4　估計精度分析　63
2.6.5　計算復雜度分析　64
2.6.6　仿真實驗及結果分析　65
2.7　小結　69
參考文獻　69
第3章　脈沖星導航　71
3.1　引言　71
3.2　抗多普勒效應的脈沖星導航　71
3.2.1　小計算量的脈沖星信號多普勒補償方法　72
3.2.2　考慮測量偏差的脈沖星測量模型　76
3.2.3　測量偏差與狀態(tài)估計誤差相關下的擴展卡爾曼濾波器　77
3.2.4　仿真實驗及結果分析　81
3.3　面向脈沖星導航的分數階可觀性分析　86
3.3.1　軌道動力學模型　87
3.3.2　分數階可觀性分析方法　87
3.3.3　仿真實驗及結果分析　90
3.4　小結　96
參考文獻　96
第4章　太陽多普勒測速導航　98
4.1　引言　98
4.2　面向捕獲段的太陽多普勒差分測速導航　98
4.2.1　太陽擾動下的多普勒差分測量方法　98
4.2.2　導航信息融合　100
4.2.3　仿真實驗及結果分析　101
4.3　誤差源分析　104
4.3.1　剛體球　105
4.3.2　太陽自轉軸　112
4.3.3　氣體球　128
4.4　面向編隊飛行的太陽徑向差分測速相對導航　140
4.4.1　太陽徑向差分測速基本原理　140
4.4.2　仿真實驗及結果分析　142
4.5　測角/測速/測距深度組合導航　146
4.5.1　軌道動力學模型與測量模型　147
4.5.2　深度組合導航與性能分析　149
4.5.3　仿真實驗及結果分析　151
4.6　小結　156
參考文獻　157
第5章　太陽到達時間差分測距導航　159
5.1　引言　159
5.2　面向捕獲段的太陽到達時間差分測距導航　159
5.2.1　測角法的性能分析　160
5.2.2　太陽到達時間差分測量法　161
5.2.3　太陽到達時間差分/測角組合導航系統(tǒng)　166
5.2.4　仿真實驗及結果分析　169
5.3　面向編隊飛行的太陽到達時間差分相對導航　176
5.3.1　太陽到達時間差分相對測量模型　176
5.3.2　仿真實驗及結果分析　178
5.4　時間色散分析　180
5.4.1　太陽時間色散模型　181
5.4.2　火衛(wèi)時間色散模型　185
5.5　小結　204
參考文獻　205
第6章　深空探測天文測距與測速導航的展望　206
6.1　脈沖星導航的發(fā)展趨勢　206
6.2　太陽多普勒測速導航的發(fā)展趨勢　207
6.3　太陽到達時間差分測距導航的發(fā)展趨勢　208
6.4　小結　209
參考文獻　209