面向深空探測(cè)導(dǎo)航系統(tǒng)性能評(píng)估平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、深空探測(cè)是21世紀(jì)重要航天活動(dòng)。由于深空探測(cè)的航天器航行時(shí)間長，深空環(huán)境復(fù)雜而且未知因素多，因此深空探測(cè)采用了天文測(cè)角自主導(dǎo)航技術(shù)。天文測(cè)角自主導(dǎo)航技術(shù)具有無延時(shí)、自主性高等特點(diǎn)，非常適合深空探測(cè)。同時(shí)，對(duì)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(duì)于導(dǎo)航系統(tǒng)及其濾波性能的評(píng)估極其重要，有助于在深空探測(cè)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(cè)的火星探測(cè)為背景，通過搭

2、建一個(gè)導(dǎo)航評(píng)估系統(tǒng)，模擬天文測(cè)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(píng)估算法評(píng)價(jià)導(dǎo)航濾波算法對(duì)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(cè)的天文測(cè)角自主導(dǎo)航技術(shù)原理，分析了探測(cè)器在深空環(huán)境下的軌道動(dòng)力學(xué)，建立了天文測(cè)角導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)方程和觀測(cè)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(cè)角系統(tǒng)中。
　　2．針對(duì)深空探測(cè)天文測(cè)角導(dǎo)航系統(tǒng)，本文

3、提出了一系列的性能評(píng)估指標(biāo)與兩種綜合評(píng)估算法。評(píng)估指標(biāo)主要采用了精度、連續(xù)性、可用性和實(shí)時(shí)性，本文從深空探測(cè)這一大環(huán)境出發(fā)，分析了每一個(gè)指標(biāo)的具體含義，研究了每一個(gè)指標(biāo)對(duì)于深空探測(cè)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(gè)指標(biāo)，提出了層次分析法和效用函數(shù)，通過對(duì)深空探測(cè)導(dǎo)航評(píng)估進(jìn)行建模，判斷導(dǎo)航濾波算法的優(yōu)劣。
　　3．針對(duì)深空探測(cè)的大環(huán)境，提出了一個(gè)導(dǎo)航評(píng)估軟件方案，基于QT實(shí)現(xiàn)前端界面，主要為了顯示各種指標(biāo)的實(shí)時(shí)曲線和導(dǎo)