深空探測是人類對深空環(huán)境和天體開展的探測活動。它是伴隨人類航天科技水平和能力提升而發(fā)展的又—航天活動重點(diǎn)領(lǐng)域。與地球衛(wèi)星相比，深空探測器距離地球遠(yuǎn)、傳輸時滯大、實(shí)時測控難，僅依靠地面測控難以滿足探測器的實(shí)時性要求，因此，探測器的自主管理成為深空探測領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。
《深空探測器自主導(dǎo)航與制導(dǎo)》圍繞深空探測器自主導(dǎo)航與制導(dǎo)的特殊環(huán)境與約束問題，系統(tǒng)介紹了深空探測器自主導(dǎo)航與制導(dǎo)的基礎(chǔ)理論，給出了探測器不同飛行階段的自主導(dǎo)航與制導(dǎo)方法，包括基于暗弱目標(biāo)的星際巡航段自主導(dǎo)航方法、基于天體視線信息的接近段自主導(dǎo)航與交會制導(dǎo)方法、基于路標(biāo)信息的繞飛天體參數(shù)自主確定方法、基于矢量測量的著陸狀態(tài)自主估計方法。書中既包括深空探測自主導(dǎo)航與制導(dǎo)的基礎(chǔ)理論，又含有新穎的自主導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計思想和實(shí)用方法。
《深空探測器自主導(dǎo)航與制導(dǎo)》的主要讀者為從事深空探測領(lǐng)域相關(guān)工作的研究人員和科技工作者，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書。
第1章 緒論
1．1 引言
1．1．1 深空與深空探測
1．1．2 深空探測典型任務(wù)
1．2 深空探測器的導(dǎo)航問題
1．2．1 探測器導(dǎo)航與測控
1．2．2 探測器制導(dǎo)與控制
1．3 深空探測器自主導(dǎo)航
1．4 本書主要內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第2章 自主導(dǎo)航模型與方法
2．1 動力學(xué)系統(tǒng)模型
2．1．1 坐標(biāo)系與時間系統(tǒng)
2．1．2 軌道動力學(xué)方程
2．2 導(dǎo)航觀測模型
2．2．1 近天體視線角測量模型
2．2．2 夾角信息測量模型
2．2．3 徑向速度測量模型
2．2．4 距離測量模型
2．2．5 脈沖星測量模型
2．3 導(dǎo)航敏感器
2．3．1 光學(xué)敏感器
2．3．2 慣性測量單元
2．3．3 測距測速敏感器
2．3．4 可變輻射信號敏感器
2．4 導(dǎo)航幾何分析法
2．4．1 導(dǎo)航位置面
2．4．2 探測器位置確定
2．4．3 探測器姿態(tài)確定
2．4．4 天體特性參數(shù)確定
2．5 探測器自主軌道確定
2．5．1 自主軌道確定原理
2．5．2 自主軌道確定方法
參考文獻(xiàn)
第3章 自主導(dǎo)航系統(tǒng)性能分析
3．1 自主導(dǎo)航系統(tǒng)的可觀性分析
3．1．1 自主導(dǎo)航系統(tǒng)可觀性判別
3．1．2 自主導(dǎo)航系統(tǒng)可觀性度量
3．2 自主導(dǎo)航系統(tǒng)的非線性強(qiáng)度分析
3．2．1 非線性強(qiáng)度定義
3．2．2 非線性強(qiáng)度判別
3．3 自主導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3．4 自主導(dǎo)航系統(tǒng)的精度分析
3．4．1 狀態(tài)誤差橢圓
3．4．2 狀態(tài)誤差傳遞
3．4．3 導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差界
參考文獻(xiàn)
第4章 自主導(dǎo)航信息處理
4．1 星際巡航段信息處理
4．1．1 星際巡航段導(dǎo)航信息特點(diǎn)
4．1．2 星際巡航段導(dǎo)航信息處理
4．1．3 暗弱星點(diǎn)拖曳圖像中心特征提取
4．2 接近交會段信息處理
4．2．1 接近交會段導(dǎo)航信息特點(diǎn)
4．2．2 接近交會段導(dǎo)航信息處理
4．2．3 不規(guī)則目標(biāo)天體幾何形心獲取
4．3 環(huán)繞伴飛段信息處理
4．3．1 環(huán)繞伴飛段導(dǎo)航信息特點(diǎn)
4．3．2 環(huán)繞伴飛段導(dǎo)航信息處理
4．3．3 復(fù)雜形貌特征魯棒識別匹配
4．4 下降著陸段信息處理
4．4．1 下降著陸段導(dǎo)航信息特點(diǎn)
4．4．2 下降著陸段導(dǎo)航信息處理
4．4．3 星表形貌識別與著陸點(diǎn)確定
參考文獻(xiàn)
第5章 星際巡航段自主導(dǎo)航
5．1 星際巡航任務(wù)特點(diǎn)
5．2 星際巡航段自主導(dǎo)航方法
5．2．1 小行星篩選與規(guī)劃
5．2．2 多小行星圖像自主導(dǎo)航方法
5．3 巡航姿態(tài)機(jī)動規(guī)劃與控制
5．3．1 姿態(tài)機(jī)動規(guī)劃與控制問題
5．3．2 單軸隨機(jī)擴(kuò)展大角度機(jī)動規(guī)劃
5．3．3 多約束下姿態(tài)機(jī)動規(guī)劃與控制
參考文獻(xiàn)
第6章 接近交會段自主導(dǎo)航與制導(dǎo)
6．1 接近交會任務(wù)特點(diǎn)
6．2 接近交會段自主導(dǎo)航方法
6．2．1 地面輔助的光學(xué)導(dǎo)航方法
6．2．2 目標(biāo)天體圖像自主導(dǎo)航方法
6．3 接近交會段自主制導(dǎo)方法
6．3．1 自主交會比例制導(dǎo)方法
6．3．2 自主交會預(yù)測制導(dǎo)方法
參考文獻(xiàn)
第7章 環(huán)繞伴飛段自主導(dǎo)航
7．1 環(huán)繞伴飛任務(wù)特點(diǎn)
7．2 目標(biāo)天體導(dǎo)航特征庫構(gòu)建方法
7．2．1 序列圖像觀測模型
7．2．2 弱透視近似透視投影變換
7．2．3 基于因式分解算法的三維重構(gòu)及狀態(tài)估計
7．2．4 丟失及新增特征點(diǎn)的處理
7．2．5 不確定性分析
7．2．6 實(shí)例應(yīng)用與分析
7．3 環(huán)繞伴飛段自主導(dǎo)航方法
7．3．1 目標(biāo)天體物理參數(shù)估計方法
7．3．2 目標(biāo)天體特征自主導(dǎo)航方法
參考文獻(xiàn)
第8章 下降著陸段自主導(dǎo)航與制導(dǎo)
8．1 下降著陸任務(wù)特點(diǎn)
8．2 下降著陸段自主導(dǎo)航方法
8．2．1 多特征圖像光學(xué)導(dǎo)航方法
8．2．2 三矢量信息組合導(dǎo)航方法
8．3 下降著陸段自主制導(dǎo)方法
8．3．1 多項(xiàng)式制導(dǎo)算法
8．3．2 能量最優(yōu)制導(dǎo)算法
8．3．3 多約束著陸軌跡優(yōu)化方法
8．3．4 路徑點(diǎn)優(yōu)化反饋制導(dǎo)算法
參考文獻(xiàn)
第9章 自主導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)仿真
9．1 仿真系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)
9．1．1 仿真系統(tǒng)設(shè)計
9．1．2 數(shù)學(xué)仿真系統(tǒng)
9．1．3 半物理仿真系統(tǒng)
9．2 小天體撞擊自主導(dǎo)航與制導(dǎo)半物理仿真
9．2．1 小天體撞擊任務(wù)分析
9．2．2 仿真系統(tǒng)設(shè)計
9．2．3 典型任務(wù)仿真實(shí)例
9．3 小天體附著自主導(dǎo)航與制導(dǎo)半物理仿真
9．3．1 小天體附著任務(wù)分析
9．3．2 仿真系統(tǒng)設(shè)計
9．3．3 典型任務(wù)仿真實(shí)例
9．4 火星著陸自主導(dǎo)航與制導(dǎo)數(shù)學(xué)仿真
9．4．1 火星著陸任務(wù)分析
9．4．2 仿真系統(tǒng)設(shè)計
9．4．3 典型任務(wù)仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
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