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1.
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天文光谱测速导航技术与应用思考
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张伟《导航与控制》,2020年第4期
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随着我国航天技术的发展，航天器对导航系统的精度、自主性、实时性等综合性能需求越来越高。天文光谱测速导航作为近年来提出的新型自主导航技术，具有直接获取航天器速度信息且实时性好、测速精度高等特点，具有广阔的应用前景。在梳理近年来天文光谱测速导航研究进展的基础上，结合天文光谱测速导航的特点，深入思考并提出了若干天文光谱测速导航技术应用组合。基于当前航天任务的需求和研究的难点，结合国内外技术趋势和我国实际工程需求，指出了天文光谱测速导航技术未来的重点研究方向及内容。天文光谱测速导航为我国航天探测工程任务导航提供了一条崭新的技术途径，对天文光谱测速导航技术的持续研究将有力促进我国航天领域导航技术的发展，提升天文导航理论研究能力和工程研制技术水平。
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2.
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基于日地月信息的航天器全弧段自主容积卡尔曼滤波导航
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邓广慧 廖卓凡 朱蓉 王炯琦《中国空间科学技术》,2018年第1期
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高精度全弧段航天器自主导航是航天应用技术的发展方向,是实现航天器在轨任务执行的前提和基础。文章对仅利用日、地、月等天文信息进行航天器全弧段自主导航方法进行了研究。首先,以航天器轨道动力学方程和航天器与日地月之间的夹角信息及地心距作为自主导航系统的状态模型和观测模型,构建了非线性导航系统模型。其次,给出了全弧段自主导航算法,在日月可见弧段采用非线性容积卡尔曼滤波实现航天器自主导航,在星蚀时段利用航天器轨道动力学模型进行高精度轨道预报。最后,给出了数值仿真算例。结果表明,基于日地月天文信息的航天器全弧段自主导航精度保持在2km以内,能够满足其自主导航的要求。
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3.
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X射线脉冲星/SINS组合导航研究
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孙守明 郑伟 汤国建《空间科学学报》,2010年第30卷第6期
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X射线脉冲星导航是一种新兴的天文导航方法,该导航方法可靠、稳定,不受近地空间的限制,但在轨道机动过程中导航精度不高.针对此文题提出了X射线脉冲星/SINS组合导航方法,对该方法的应用效果进行了数值仿真分析.结果表明,X射线脉冲星/SINS组合导航在轨道机动过程中具有较高的导航精度,有效抑制了惯性导航误差随时间的漂移,提高了X射线脉冲星导航方法的通用性,为X射线脉冲星导航的工程应用奠定了理论基础.
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4.
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UPF滤波参数对航天器天文导航性能的影响
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宁晓琳 房建成 马辛《中国空间科学技术》,2010年第30卷第3期
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对航天器天文导航这种模型非线性、噪声非高斯的系统,离散粒子滤渡(UPF)具有比扩展卡尔曼滤波(EKF)、离散卡尔曼滤波(UKF)更高的精度.在基于UPF的航天器天文导航系统中,UPF滤波参数τ,Q和R以及粒子个数和重采样方法是影响系统导航精度的主要因素.文章通过计算机仿真系统研究了上述UPF滤波影响因素对航天器自主天文导航系统性能的影响,并对结果进行了分析.该文可为基于UPF的航天器自主天文导航系统的参数设置提供参考和依据.
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5.
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《航天器动力学工程》前言
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《航天器工程》,2001年第2期
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根据航天工程的进展及其控制技术的进步,航天器动力学的发展可以概括为早期简单航天器动力学、现代复杂航天器动力学和未来大型空间结构动力学与控制。航天器动力学是力学学科用于航天器工程的专业学科,它既属于航天动力学学科,又属于多学科交叉的飞行器设计学科。其任务是研究航天器从设计、研制、试验、发射到在轨飞行和返回全过程的各类动力学问题的分析、仿真、优化与试验。对于现代复杂航天器,航天器动力学是一般力学、固体力学、流体力学、计算力学、实验力学与控制理论、计算技术、仿真技术及系统工程学等多个学科的交叉综合,不但理论难度大、运动方程非线性强、算法难度高,而且软件系统复杂、工程实用性强、工程化程度要求高。因此,本书定名为《航天器动力学工程》,意在从系统工程角度,重点
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6.
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基于星联网的深空自主导航方案设计
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郑伟 张璐 王奕迪《深空探测学报》,2017年第4卷第1期
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为了降低地面测控系统的负担、提高深空探测器的导航效率，提出了基于星联网的航天器自主导航概念，对星联网的应用体系进行了设计。借助脉冲星、星间链路等手段实现星联网系统中基准航天器完全自主的高精度导航，用户航天器通过与基准航天器或其他用户航天器的交互通信与测量就可以实现自身状态估计。以地月转移任务为例，设计了星联网系统在地月空间的具体应用方案，分析了地月空间基准航天器的配置与自主导航方法，阐述了用户航天器的单层与多层导航策略。对基于脉冲星与星间链路观测的基准航天器自主导航进行了仿真，验证了观测基准航天器或者其他用户航天器时，地月转移段航天器自主导航的可行性。结果表明：基准航天器可以达到20 m的定位精度，用户航天器可以达到优于30 m的定位精度。基于星联网的航天器自主导航是可行的，发展星联网可以为我国构建天基自主基准导航系统提供有力支持。
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7.
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航空航天制造机器人高精度作业装备与技术综述
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田威 焦嘉琛 李波 崔光裕《南京航空航天大学学报》,2020年第52卷第3期
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新一代航空航天产品的研制与批产对制造精度与加工质量提出了更高的新要求。以机器人为核心的智能制造技术与装备是解决该难题的有效途径。然而，工业机器人较低的定位精度与弱刚性结构属性严重制约了其在航空航天部件高精度加工作业中的推广应用。本文在阐述国内外机器人装备在航空航天制造业的应用现状的基础上，重点介绍了机器人作业刚度强化策略与定位误差精确补偿方法的研究现状，并分析了现有高精度控制方法存在的问题及技术难点。最后探讨了机器人作业装备在航空航天制造领域的技术发展趋势，为面向航空航天产品的机器人高精度制造技术的研究提供参考与借鉴。
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8.
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一种平面约束辅助测量的深空探测器自主天文导航方法
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马辛 宁晓琳 刘劲 刘刚《深空探测学报》,2019年第6卷第3期
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深空探测任务中自主导航测量误差是影响深空探测自主导航系统精度的主要影响因素。针对抑制自主导航测量误差的问题，提出一种平面约束辅助测量的深空探测器自主天文导航方法，该方法在对系统非线性不等式几何平面约束建模的基础上，利用序列二次规划（Sequential Quadratic Programming，SQP）非线性规划方法，对深空探测器自主天文导航系统的非线性不等式约束进行非线性规划，直接辅助减小深空探测器自主导航系统的量测误差；利用CKF-SQP量测优化非线性约束滤波方法，对深空探测器自主导航系统的状态进行估计，进一步减小系统随机误差。仿真结果表明：所提方法可以有效抑制测量误差，实现深空探测器高精度自主导航。该方法可为深空探测器提供一种可行的高精度自主导航方法。
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9.
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航天器组合体能量平衡分析系统设计及应用 被引次数：1
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任筱强 王鹏鹏《航天器工程》,2013年第22卷第2期
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针对航天器组合体的任务特点,提出了适用于组合体飞行、电源系统并网运行的能量平衡分析方法,并在此基础上设计了能量平衡分析系统。该系统包括能量平衡分析及实时监控两个模块,其中:能量平衡分析模块通过遮挡计算输出精确的太阳电池阵发电能力,利用实时负载状态及飞行程序计算航天器负载变化,并内嵌有应对长期在轨运行电源系统性能衰降问题的用户数据交互界面,同时考虑并网功率以及电源系统正常、故障多种工作模式,保证能量平衡计算精确度;实时监控模块将航天器在轨运行实时下传数据与理论分析值同步显示,可读性高,便于及时发现问题。文章设计的系统应用于2次交会对接飞行控制任务中,其计算效率高,精度高,为电源系统使用规划提供了理论基础。
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10.
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基于天文和陆标观测的月球卫星自主导航方法 被引次数：1
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宁晓琳 马辛《宇航学报》,2010年第31卷第7期
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随着我国月球探测工程的开展,为弥补地面测控的局限性,月球卫星的自主导航技术已成为一项亟待解决的关键技术.本文提出了一种基于天文和陆标观测的月球卫星自主导航新方法,该方法利用星上姿态敏感器和有效载荷相机获得天体观测信息和陆标观测信息,通过非线性Unscented滤波方法进行信息融合,实现了二者的优势互补,在提高精度的同时也提高了可靠性.同时针对传统导航姿态估计方法中欧拉角存在奇点,四元数及其误差滤波更新后不能同时满足约束条件的问题,采用了先进的四元数-广义Rodrigues参数姿态估计方法,该方法用四元数描述姿态,用广义Rodrigues参数描述姿态误差,自适应跟踪误差变化,尤其适用于初始姿态误差大且误差特性不确定的姿态估计问题.仿真结果表明该方法可提供包括位置、速度和姿态在内的全部导航参数,且具有较高的估计精度,是一种非常适于月球卫星的高精度自主导航方法.
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11.
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对航天器仿真技术发展趋势的思考 被引次数：1
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包为民《航天控制》,2013年第31卷第2期
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航天仿真技术是指系统仿真技术与航天工程技术的结合,为航天器、航天运输系统和导弹武器系统的设计分析、性能评估、体系对抗、指控及作战训练、故障诊断、运行管理等提供数学或半实物的验证手段和模拟平台.航天器仿真技术主要包括航天工程仿真和航天器系统仿真,涉及分系统仿真与建模技术、多物理场耦合的总体仿真技术以及高效协同的仿真技术.本文在总结航天器仿真技术发展的基础上,提出基于航天器仿真技术的航天工程研制全过程、全系统的多学科多场耦合的总体级仿真体系架构思想,论述了航天器仿真技术体系的需求与构想,阐述了航天器仿真技术涉及的关键技术,并对现代信息技术在航天器仿真技术中的应用进行了展望.
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12.
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星光模拟的半物理仿真技术 被引次数：2
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田玉龙 王广君 房建成 柳建《中国航天》,2004年第4期
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航天器利用星光定位导航技术是航天器自主导航的一种新的方法。它不依赖于无线电和GPS等导航手段，在航天器进行深空探测和绕地飞行中都有着非常重要的应用，因此，国内外都在对天文导航技术进行深入的研究。但是航天器利用天文定位导航技术的实验研究不仅难度很大而且成本昂贵，因此国内外均采用地面半物理仿真进行实验研究。利用航天器天文导航半物理仿真模拟实验系统，可以深入研究航天器的关键定位导航技术，准确模拟量测信息及其误差特性，从而精确验证天文导航方法的有效性和准确性并进行系统精度分析。我们在自主天文导航技术研究的基础上，建立了一套天文导航半物理仿真实验系统平台。半物理仿真实验系统平台从结构上可分为两大部分：一是星光模拟器，通过液晶光阀和光学系统模拟和显示星敏感器接收到的星光；二是星敏感器模拟，用摄像机智和台式计算机模拟星敏感器，完成星图采集、图像处理和导航解算等。
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13.
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基于星敏感器的姿态确定算法研究
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张贻红 孟倩 王汀 夏刚《导航与控制》,2013年第2期
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为实现惯性/天文组合导航，提高导航精度，本文研究了基于星敏感器的天文导航姿态确定原理，在理论上推导了用于载体姿态解算的TRIAD算法、最小二乘算法、Eular-q算法和QUEST算法，并通过仿真和实验对以上四种算法进行了比较。仿真和实验结果表明，QUEST算法在四种算法中具有解算精度高而运算速度快的优点。由仿真和实验可知，绕星敏感器光轴方向的姿态解算误差大,这可为惯性/天文组合导航系统的方案设计提供指导。
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14.
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基于虚拟观测值的X射线单脉冲星星光组合导航
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杨博 胡声曼 孙晖 徐帆《北京航空航天大学学报》,2016年第42卷第6期
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传统的X射线脉冲星导航系统需要同时观测3~4颗脉冲星,有效载荷的质量和功耗极大。因此,单探测器脉冲星导航技术是实现航天器利用X射线脉冲星导航的关键举措。针对单探测器脉冲星导航的可观测性弱和精度低等问题提出了基于虚拟观测值的X射线单脉冲星与星光集中式组合滤波的高精度导航方法,即在X射线脉冲星的长周期内增加与星光同时刻观测的虚拟观测值,以实现高精度的集中式组合滤波算法。同时提出了利用神经网络预测虚拟观测值方法,并与利用动力学递推的方法进行比较,精度可以达到10-7量级。仿真结果表明,该方法可大大提高单探测器的导航的可靠性,补偿由于探测器误差造成的导航误差,导航位置误差为259.79 m,同时有效地减小了导航系统的重量,为X射线脉冲星导航的工程实现提供了参考依据。
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15.
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航天器惯性及其组合导航技术发展现状
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袁利 李骥《导航与控制》,2020年第4期
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航天器是在地球大气层以外运动的飞行器，也包括部分从宇宙空间返回地球的飞行器。在航天器的飞行过程中，惯性敏感器是实现航天器姿态确定、速度变化测量的关键敏感器之一。随着航天器任务的不断扩展，航天器对惯性器件的使用日趋复杂，高精度定姿、惯性导航、组合导航等技术在应用深度和广度上不断发展。以此为背景，对航天器惯性技术的发展脉络进行了全面的梳理和总结，包括惯性技术的使用方式、技术现状以及未来发展等几个方面的内容。
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16.
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考虑脉冲星角位置误差修正的XNAV算法研究 被引次数：1
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邓新坪 郑建华 高东《空间科学学报》,2012年第32卷第3期
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航天器X射线脉冲星自主导航(XNAV)依赖于精确的时间测量与转换,而脉冲星角位置误差会影响时间转换精度从而对导航精度产生不可忽视的影响.本文在对XNAV算法的研究中,采用了真实的脉冲星角位置误差.通过将脉冲星角位置加入滤波器状态进行滤波处理来降低脉冲星角位置误差,从而降低其对导航精度的影响.仿真结果表明,该方法能够有效抑制脉冲星角位置误差对导航精度的影响,保证了导航精度,研究结果对于XNAV的工程应用具有一定理论参考价值.
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17.
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一种单自由度振动系统动态载荷识别方法
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武江凯 白明生 张永《航天器环境工程》,2016年第33卷第2期
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航天器在飞行过程中经历了复杂的力学环境,但是目前又无法直接测量出这种复杂力学载荷函数。针对这一问题,提出了一种应用力学载荷识别方法确定航天器所经受力学载荷的新方法,针对单自由度振动系统模型,以二次多项式为基函数,推导建立了基于Duhamel积分的动态载荷识别模型。仿真分析结果表明,该方法具有很高的识别精度,且不存在误差积累问题。该方法为下一步试验验证和工程应用提供了理论基础和技术支撑。
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航天器力学环境分析与条件设计研究进展 被引次数：5
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马兴瑞 韩增尧 邹元杰 丁继锋《宇航学报》,2012年第1期
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航天器力学环境条件是航天器及其部组件设计和地面试验验证的主要依据,直接影响着航天器的总体设计水平。随着我国航天事业的飞速发展,对航天器及其有效载荷的设计提出了越来越高的要求,而力学环境分析与条件设计技术已经成为制约我国航天器荷载比提高的瓶颈技术。本文重点针对航天器力学环境分析与条件设计技术所涉及的航天器力学环境预示理论方法,高精度有限元建模与模型修正技术以及航天器力学环境条件设计技术三个方面国内外研究进展进行了回顾,特别是对近五年来我国航天工业部门在航天器力学环境分析与条件设计领域取得的成就进行了综合评述。在此基础上,结合我国航天工程的实际需求,分析指出了今后在航天器力学环境分析与条件设计领域的主要研究方向。
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19.
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无线电辅助捷联惯性导航系统的设计及工程实现
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郭涛 韩军海 郭琳《导航与控制》,2010年第1期
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为确保飞行器在没有GPS（全球定位系统）信号的情况下仍能保持高精度导航能力，在SINS（捷联惯性导航系统）/GPS/Altimeter（高度表）组合系统的基础上，设计了Radio（无线电）辅助SINS组合导航系统。该系统通过一定的组合算法将SINS与无线电信息有效组合，不仅可以满足系统精度的要求，而且工作可靠、输出信息平滑稳定。本文介绍了该系统的原理、设计方案、组成以及工程技术难点。飞行试验结果显示该系统能够满足设计精度要求，为系统在恶劣条件下的应用提供了一个有效的解决方案。
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20.
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粒子滤波及其在航天器交会对接相对导航中的应用
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刘涛 解永春 胡海霞《空间控制技术与应用》,2011年第37卷第6期
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在全面分析粒子滤波原理的基础上,提出一种改进高斯粒子滤波方法.该方法利用确定性采样滤波算法进行时间更新,替代高斯粒子滤波算法中的随机采样过程;另外,针对厚尾噪声情况,利用鲁棒统计方法对确定性采样滤波方法进行鲁棒性改进,并将其应用于所提出的改进高斯粒子滤波.将粒子滤波算法应用于交会对接相对导航问题,仿真结果表明,在多种测量噪声情况下,改进高斯粒子滤波较其他粒子滤波,能够在不过多损失估计精度的同时有效降低计算量.文中的研究成果为将粒子滤波应用于航天器导航问题提供了理论参考.
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