深空探測天文測距與測速自主導(dǎo)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(dǎo)航概述　1
1.2　脈沖星導(dǎo)航　3
1.3　太陽到達(dá)時(shí)間差分測距導(dǎo)航　4
1.4　太陽多普勒測速導(dǎo)航　5
1.5　小結(jié)　7
參考文獻(xiàn)　7
第2章　脈沖星到達(dá)時(shí)間與周期估計(jì)　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(dá)時(shí)間估計(jì)　9
2.2.1　基于壓縮感知的到達(dá)時(shí)間估計(jì)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(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　17
2.3　基于類Hadamard-壓縮感知的脈沖星到達(dá)時(shí)間估計(jì)　21
2.3.1　類Hadamard觀測矩陣設(shè)計(jì)　21
2.3.2　算法框架與流程　24
2.3.3　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　25
2.4　無嘗試性歷元折疊的脈沖星周期估計(jì)　29
2.4.1　脈沖星輪廓畸變原理及周期估計(jì)克拉默-拉奧下界　29
2.4.2　算法框架與流程　34
2.4.3　計(jì)算復(fù)雜度分析　39
2.4.4　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　40
2.5　基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解-壓縮感知的脈沖星周期估計(jì)　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(jì)算復(fù)雜度分析　51
2.5.4　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)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(jì)　57
2.6.1　基于Fourier的脈沖星到達(dá)時(shí)間估計(jì)　57
2.6.2　深空探測器速度與脈沖星到達(dá)時(shí)間之間的關(guān)系模型　57
2.6.3　算法框架與流程　59
2.6.4　估計(jì)精度分析　63
2.6.5　計(jì)算復(fù)雜度分析　64
2.6.6　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　65
2.7　小結(jié)　69
參考文獻(xiàn)　69
第3章　脈沖星導(dǎo)航　71
3.1　引言　71
3.2　抗多普勒效應(yīng)的脈沖星導(dǎo)航　71
3.2.1　小計(jì)算量的脈沖星信號多普勒補(bǔ)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(jì)誤差相關(guān)下的擴(kuò)展卡爾曼濾波器　77
3.2.4　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　81
3.3　面向脈沖星導(dǎo)航的分?jǐn)?shù)階可觀性分析　86
3.3.1　軌道動力學(xué)模型　87
3.3.2　分?jǐn)?shù)階可觀性分析方法　87
3.3.3　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　90
3.4　小結(jié)　96
參考文獻(xiàn)　96
第4章　太陽多普勒測速導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)航信息融合　100
4.2.3　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)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(zhuǎn)軸　112
4.3.3　氣體球　128
4.4　面向編隊(duì)飛行的太陽徑向差分測速相對導(dǎo)航　140
4.4.1　太陽徑向差分測速基本原理　140
4.4.2　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　142
4.5　測角/測速/測距深度組合導(dǎo)航　146
4.5.1　軌道動力學(xué)模型與測量模型　147
4.5.2　深度組合導(dǎo)航與性能分析　149
4.5.3　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　151
4.6　小結(jié)　156
參考文獻(xiàn)　157
第5章　太陽到達(dá)時(shí)間差分測距導(dǎo)航　159
5.1　引言　159
5.2　面向捕獲段的太陽到達(dá)時(shí)間差分測距導(dǎo)航　159
5.2.1　測角法的性能分析　160
5.2.2　太陽到達(dá)時(shí)間差分測量法　161
5.2.3　太陽到達(dá)時(shí)間差分/測角組合導(dǎo)航系統(tǒng)　166
5.2.4　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　169
5.3　面向編隊(duì)飛行的太陽到達(dá)時(shí)間差分相對導(dǎo)航　176
5.3.1　太陽到達(dá)時(shí)間差分相對測量模型　176
5.3.2　仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　178
5.4　時(shí)間色散分析　180
5.4.1　太陽時(shí)間色散模型　181
5.4.2　火衛(wèi)時(shí)間色散模型　185
5.5　小結(jié)　204
參考文獻(xiàn)　205
第6章　深空探測天文測距與測速導(dǎo)航的展望　206
6.1　脈沖星導(dǎo)航的發(fā)展趨勢　206
6.2　太陽多普勒測速導(dǎo)航的發(fā)展趨勢　207
6.3　太陽到達(dá)時(shí)間差分測距導(dǎo)航的發(fā)展趨勢　208
6.4　小結(jié)　209
參考文獻(xiàn)　209