面向深空探測導(dǎo)航系統(tǒng)性能評估平臺的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、深空探測是21世紀(jì)重要航天活動。由于深空探測的航天器航行時間長，深空環(huán)境復(fù)雜而且未知因素多，因此深空探測采用了天文測角自主導(dǎo)航技術(shù)。天文測角自主導(dǎo)航技術(shù)具有無延時、自主性高等特點(diǎn)，非常適合深空探測。同時，對于非線性濾波在自主導(dǎo)航技術(shù)中的應(yīng)用，也有很重要的意義，可以提高導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。因此，對于導(dǎo)航系統(tǒng)及其濾波性能的評估極其重要，有助于在深空探測任務(wù)中選擇合適于特定導(dǎo)航系統(tǒng)的濾波方法。
　　本文主要以深空探測的火星探測為背景，通過搭

2、建一個導(dǎo)航評估系統(tǒng)，模擬天文測角導(dǎo)航系統(tǒng)，應(yīng)用EKF、EKPF、UPF于導(dǎo)航系統(tǒng)中進(jìn)行優(yōu)化，最后通過評估算法評價導(dǎo)航濾波算法對于導(dǎo)航系統(tǒng)性能的影響，并且以直觀的圖形界面顯示。
　　1.研究了深空探測的天文測角自主導(dǎo)航技術(shù)原理，分析了探測器在深空環(huán)境下的軌道動力學(xué)，建立了天文測角導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)方程和觀測方程。分析了EKF、EKPF、UPF的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，并運(yùn)用到了天文測角系統(tǒng)中。
　　2．針對深空探測天文測角導(dǎo)航系統(tǒng)，本文

3、提出了一系列的性能評估指標(biāo)與兩種綜合評估算法。評估指標(biāo)主要采用了精度、連續(xù)性、可用性和實時性，本文從深空探測這一大環(huán)境出發(fā)，分析了每一個指標(biāo)的具體含義，研究了每一個指標(biāo)對于深空探測自主導(dǎo)航系統(tǒng)的性能的影響。最后為了綜合考慮每一個指標(biāo)，提出了層次分析法和效用函數(shù)，通過對深空探測導(dǎo)航評估進(jìn)行建模，判斷導(dǎo)航濾波算法的優(yōu)劣。
　　3．針對深空探測的大環(huán)境，提出了一個導(dǎo)航評估軟件方案，基于QT實現(xiàn)前端界面，主要為了顯示各種指標(biāo)的實時曲線和導(dǎo)