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| 編輯推薦： |
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深空探测是人类对深空环境和天体开展的探测活动。与地球卫星相比,深空探测器距离地球远、传输时滞大、实时测控难,仅依靠地面测控难以满足探测器的实时性要求,因此,探测器的自主管理成为深空探测领域的关键问题之一。本书是针对探测器自主管理的核心问题自主导航与制导展开研究，具有十分宝贵的教育意义和借鉴价值。
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| 關於作者： |
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崔平远，北京理工大学教授，工信部深空自主导航与控制重点实验室主任，国家973计划首席科学家。兼任863计划航天航空技术领域主题专家组成员，国家科技奖励评审专家，国防科学技术奖评审组副组长，国务院学位委员会航空宇航科学与技术学科评议组成员，享受国务院颁发的政府特殊津贴。高艾，2003年至2012年哈尔滨工业大学学习，获学士、博士学位。2012年8月进入北京理工大学宇航学院工作至今。朱圣英，2000年至2009年哈尔滨工业大学学习，获学士、博士学位。2009年11月进入北京理工大学宇航学院工作至今。
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| 目錄：
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第1章绪论
11引言
111深空与深空探测
112深空探测典型任务
12深空探测器的导航问题
121探测器导航与测控
122探测器制导与控制
13深空探测器自主导航
14本书主要内容
参考文献
第2章自主导航模型与方法
21动力学系统模型
211坐标系与时间系统
212轨道动力学方程
22导航观测模型
221近天体视线角测量模型
222夹角信息测量模型
223径向速度测量模型
224距离测量模型
225脉冲星测量模型
23导航敏感器
231光学敏感器
232惯性测量单元
233测距测速敏感器
234可变辐射信号敏感器
24导航几何分析法
241导航位置面
242探测器位置确定
243探测器姿态确定
244天体特性参数确定
25探测器自主轨道确定
251自主轨道确定原理
252自主轨道确定方法
参考文献
第3章自主导航系统性能分析
31自主导航系统的可观性分析
311自主导航系统可观性判别
312自主导航系统可观性度量
32自主导航系统的非线性强度分析
321非线性强度定义
322非线性强度判别
33自主导航系统的稳定性分析
34自主导航系统的精度分析
341状态误差椭圆
342状态误差传递
343导航系统的误差界
参考文献
第4章自主导航信息处理
41星际巡航段信息处理
411星际巡航段导航信息特点
412星际巡航段导航信息处理
413暗弱星点拖曳图像中心特征提取
42接近交会段信息处理
421接近交会段导航信息特点
422接近交会段导航信息处理
423不规则目标天体几何形心获取
43环绕伴飞段信息处理
431环绕伴飞段导航信息特点
432环绕伴飞段导航信息处理
433复杂形貌特征鲁棒识别匹配
44下降着陆段信息处理
441下降着陆段导航信息特点
442下降着陆段导航信息处理
443星表形貌识别与着陆点确定
参考文献
第5章星际巡航段自主导航
51星际巡航任务特点
52星际巡航段自主导航方法
521小行星筛选与规划
522多小行星图像自主导航方法
53巡航姿态机动规划与控制
531姿态机动规划与控制问题
532单轴随机扩展大角度机动规划
533多约束下姿态机动规划与控制
参考文献
第6章接近交会段自主导航与制导
61接近交会任务特点
62接近交会段自主导航方法
621地面辅助的光学导航方法
622目标天体图像自主导航方法
63接近交会段自主制导方法
631自主交会比例制导方法
632自主交会预测制导方法
参考文献
第7章环绕伴飞段自主导航
71环绕伴飞任务特点
72目标天体导航特征库构建方法
721序列图像观测模型
722弱透视近似透视投影变换
723基于因式分解算法的三维重构及状态估计
724丢失及新增特征点的处理
725不确定性分析
726实例应用与分析
73环绕伴飞段自主导航方法
731目标天体物理参数估计方法
732目标天体特征自主导航方法
参考文献
第8章下降着陆段自主导航与制导
81下降着陆任务特点
82下降着陆段自主导航方法
821多特征图像光学导航方法
822三矢量信息组合导航方法
83下降着陆段自主制导方法
831多项式制导算法
832能量最优制导算法
833多约束着陆轨迹优化方法
834路径点优化反馈制导算法
参考文献
第9章自主导航与制导系统仿真
91仿真系统的功能与结构
911仿真系统设计
912数学仿真系统
913半物理仿真系统
92小天体撞击自主导航与制导半物理仿真
921小天体撞击任务分析
922仿真系统设计
923典型任务仿真实例
93小天体附着自主导航与制导半物理仿真
931小天体附着任务分析
932仿真系统设计
933典型任务仿真实例
94火星着陆自主导航与制导数学仿真
941火星着陆任务分析
942仿真系统设计
943典型任务仿真实例
参考文献
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| 內容試閱：
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深空探测是人类对深空环境和天体开展的探测活动。它是伴随人类航天科技水平和能力提升而发展的又一航天活动重点领域。与地球卫星相比，深空探测器距离地球远、传输时滞大、实时测控难，仅依靠地面测控难以满足探测器的实时性要求，因此，探测器的自主管理成为深空探测领域的关键问题之一。本书是针对探测器自主管理的核心问题自主导航与制导，在作者多年从事深空探测器自主导航与制导方面研究工作的基础上，参考相关优秀文献而完成的。期待本书能为我国深空探测任务的规划、设计与实现提供相应的理论方法。
全书共9章。第1章介绍深空导航与测控、自主导航与制导的特点及其相关的基本问题；第2章从深空动力学系统建模、导航观测模型与分析、深空轨道自主确定等问题出发，介绍深空探测器自主导航基本原理；第3章围绕深空自主导航系统特点，分别从导航系统可观性、非线性、稳定性与精度评价四个方面介绍自主导航系统性能分析理论与方法；第4章针对自主导航系统信息获取与处理问题，给出探测器不同飞行阶段的自主导航信息处理理论与方法；第5～8章针对深空探测器各飞行阶段特点，分别给出了星际巡航段、接近交会段、环绕伴飞段、下降着陆段的自主导航与制导方法；第9章结合小天体撞击、小天体附着、火星着陆三类典型任务，分析并给出了深空探测器自主导航与制导系统设计方法，同时介绍了三类典型任务的仿真实例。
本书围绕深空探测器自主导航与制导的特殊环境与约束问题，系统介绍了深空探测器自主导航与制导的基础理论，给出了探测器不同飞行阶段的自主导航与制导方法，包括基于暗弱目标的星际巡航段自主导航方法、基于天体视线信息的接近段自主导航与交会制导方法、基于路标信息的绕飞天体参数自主确定方法、基于矢量测量的着陆状态自主估计方法。书中既包括深空探测自主导航与制导的基础理论，又含有新颖的自主导航与制导系统设计思想和实用方法。本书的主要读者为从事深空探测领域相关工作的研究人员和科技工作者，也可作为高等院校相关专业的教学参考书。
本书初稿完成于2012年秋，几经修改，前后历时3年。其间，在国家973计划项目的资助下，补充完善了最新研究结果，同时得到了栾恩杰院士的精心指导。回顾十六年前栾恩杰院士引领我们进入深空探测领域开始耕耘，其情景仍历历在目，借此《深空探测器自主导航与制导》专著出版的机会，对栾恩杰院士的引领、指导和鼓励表示衷心的感谢。
本书包含了作者所在研究团队的相关研究成果，多位已毕业博士和硕士的研究工作为本书的撰写提供了支持，在此一并致谢。
本书的出版得到了航天科技图书出版基金的资助，同时得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2012CB720000）的资助。
由于作者水平所限，书中难免存在疏漏不足之处，恳请广大读者不吝指正。
作者
二〇一六年五月于北京
彭小波2015年6月
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