天文导航在航天工程应用中的若干问题及进展

导航作为航天器核心技术之一，是确保航天任务成败的关键。天文导航以其连续性好、自主性强、实时性优、导航精度高等优点，逐渐成为航天器导航的有效手段。基于国内外天文导航理论及应用的现状，结合近地卫星、深空探测任务特点，探讨了天文导航在航天工程应用中的理论问题与技术问题，如导航目标源观测量精确建模问题、高精度感知与检测问题等，并对新型天文导航技术进行了展望，指出了未来天文导航理论与技术的发展方向，为解决航天工程中的连续自主、实时高精度导航问题提供了有效途径，为学术与工程界进一步深入开展航天器天文导航理论与技术研究提供参考。  

大容量信息实时传输技术研究

在信道带宽受限的条件下，实现大容量信息的实时传输是面向空间应用的遥科学技术要解决的核心问题之一。提出了将双总线寻址与双Ｂｕｆｆｅｒ相结合的技术结构，从而实现了在规定的传输协议、规定的信息道链路带宽的约束条件下，视频图像的实时无缝传输与主动遥操作。通过一些关键性技术难点的突破，达到了在２Ｍｂｉｔ／ｓ码速率下按ＣＣＳＤＳ（空间数据系统协调委员会）的位流协议在地基上实时复现出高质量的视频图像序列。  

航天器稀疏编队飞行的概念及其设计方法

提出了航天器稀疏编队飞行的概念及其设计方法，阐明了它与通常的紧密编队飞行的区别及其在应用上的前景。采用了一个比Hill解更为广泛的新公式来设计稀疏编队，并列举了若干稀疏编队的阵形。当各航天器距离很近时，该公式自然退化为与Hill解相同的形式。通过与Hill解的设计相比较，表明了新公式用于稀疏编队设计的优越性。  

基于动态罚函数的火星探测器多学科协同优化

针对火星探测器飞行距离遥远和飞行环境复杂带来总体设计参数难以优化的问题，建立以遥感性能和总重为综合优化目标的优化模型，考虑探测器的轨道、载荷、电源等分学科，基于协同优化方法建立火星探测器的系统级和学科级优化函数，采用自适应动态罚函数加快优化的收敛速度，最终获得协同一致的优化结果。仿真结果表明：协同优化方法应用于火星探测器总体参数优化的可行性和有效性，可为探测器的总体设计提供技术参考。  

深空测角测速组合导航系统时间配准方法研究

深空测角测速组合导航系统通过测角信息与测速信息融合，获取探测器位置、速度等参数，具有连续、自主、实时、高精度的优点。在深空测角测速组合导航系统多源信息融合过程中，要求各敏感器数据必须是统一时间基准。基于天文测角测速组合导航系统基本原理，阐述了在实际系统中，测角敏感器、测速敏感器由于时间基准误差、采样周期不一致、数据传输时延等都会造成时间不同步，而时间误差对位置和速度测量信息会带来很大的影响。本文分析时间误差在深空测角测速组合导航系统位置估计和速度估计中的作用机理，研究基于内插外推方法的时间配准方法，实现了测角敏感器与测速敏感器量测信息的同步。数学仿真结果表明，内插外推时间配准算法可有效抑制时间误差，提高深空测角测速组合导航系统导航精度。