深空探测器的自主天文定位导航方法与仿真实验研究

提出一种新颖的深空探测器在转移轨道上的纯天文自主导航方法，该方法将航天器位置确定的纯天文几何解析方法与位置估计的非线性粒子滤波方法相结合，解决深空探测器在转移轨道上的高精度自主定位问题。深入研究深空探测器在转移轨道上的多体动力学精确建模方法和基于MCMC移动步骤的UKF、UPF非线性滤波算法，并应用半物理仿真实验系统对该方法的导航性能及其精度影响因素进行系统、全面的仿真和分析。.首次提出一种漫游车在目标天体表面的自主天文导航方法，主要包括漫游车自主天文定位、定向方法和自主惯性/天文组合导航方法。研究天体在不同坐标系下的高精度观测模型建立与转换、修正，天文位置圆非线性方程组的求解、位置和方位角的高精度估计方法以及漫游车的高鲁棒性自主惯性/天文FLEN组合导航滤波方法及惯性测量基准在高动态下的在线标定等关键问题，并利用半物理仿真实验系统进行地面实验，验证方法的有效性和可行性。