X射线脉冲星自主导航算法研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 研究目的和意义 | 第10页 |
| 1.2 X射线脉冲星自主导航特点 | 第10-12页 |
| 1.3 国内外研究进展 | 第12-14页 |
| 1.3.1 国外研究进展 | 第12-13页 |
| 1.3.2 国内研究进展 | 第13-14页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第14-16页 |
| 第2章 X射线脉冲星导航基本原理 | 第16-31页 |
| 2.1 X射线脉冲星基本特征 | 第16-17页 |
| 2.2 X射线脉冲星导航的时空参考框架 | 第17-20页 |
| 2.2.1 参考坐标系 | 第17-18页 |
| 2.2.2 广义相对论下时间系统 | 第18-20页 |
| 2.3 X射线脉冲星系统组成与导航流程 | 第20-22页 |
| 2.4 X射线脉冲星几何定位基本原理 | 第22-23页 |
| 2.5 脉冲星信号到达时间测量 | 第23-26页 |
| 2.6 XNAV守时基本原理 | 第26-27页 |
| 2.7 XNAV定姿基本原理 | 第27-30页 |
| 2.8 本章总结 | 第30-31页 |
| 第3章 X射线脉冲星信号处理与相位估计 | 第31-55页 |
| 3.1 脉冲星信号模型 | 第31-34页 |
| 3.1.1 脉冲星测量信号统计特性 | 第31-33页 |
| 3.1.2 脉冲星信号轮廓 | 第33-34页 |
| 3.2 基于周期折叠的脉冲星信号处理 | 第34-39页 |
| 3.2.1 周期折叠处理 | 第34-35页 |
| 3.2.2 航天器速度不确定情况下的周期检测 | 第35-37页 |
| 3.2.3 利用小波变换对脉冲星信号降噪 | 第37-39页 |
| 3.3 基于时域法相位估计的改进 | 第39-44页 |
| 3.3.1 脉冲星信号时域法相位估计 | 第40-41页 |
| 3.3.2 利用多尺度折叠处理对相位估计改进 | 第41-43页 |
| 3.3.3 增强相位估计鲁棒性的加权估计方法 | 第43-44页 |
| 3.4 仿真分析 | 第44-53页 |
| 3.4.1 脉冲星信号模型验证 | 第44-45页 |
| 3.4.2 观测时间与测量轮廓信噪比的关系 | 第45-46页 |
| 3.4.3 基于波形最优匹配周期检测仿真 | 第46-48页 |
| 3.4.4 脉冲星信号降噪仿真 | 第48-50页 |
| 3.4.5 相位估计仿真与分析 | 第50-53页 |
| 3.5 本章小结 | 第53-55页 |
| 第4章 X射线脉冲星导航整周模糊度解算 | 第55-77页 |
| 4.1 脉冲星导航整周模糊度问题 | 第55-56页 |
| 4.2 整周模糊度解算算法 | 第56-64页 |
| 4.2.1 模糊度函数法 | 第57-58页 |
| 4.2.2 基于最小二乘的模糊度搜索算法 | 第58-61页 |
| 4.2.3 模糊度域内搜索算法 | 第61-64页 |
| 4.3 基于模糊度域内搜索的改进方法 | 第64-72页 |
| 4.3.1 改进方法的基本原理 | 第64-66页 |
| 4.3.2 基准脉冲星的选择 | 第66-71页 |
| 4.3.3 算法流程与分析 | 第71-72页 |
| 4.4 整周模糊度解算正确性的影响因素 | 第72-73页 |
| 4.5 仿真与分析 | 第73-75页 |
| 4.5.1 仿真参数设置 | 第73-74页 |
| 4.5.2 算法对比仿真结果与分析 | 第74-75页 |
| 4.6 本章小结 | 第75-77页 |
| 第5章 X射线脉冲星导航在火星轨道器的应用 | 第77-110页 |
| 5.1 火星轨道器动力学描述 | 第77-82页 |
| 5.1.1 火星轨道器常用坐标系及其转换 | 第77-79页 |
| 5.1.2 火星轨道器轨道动力学模型 | 第79-81页 |
| 5.1.3 火星轨道器姿态的运动学模型 | 第81-82页 |
| 5.2 X射线脉冲星可见性分析 | 第82-83页 |
| 5.3 X射线脉冲星导航滤波器设计 | 第83-90页 |
| 5.3.1 扩展卡尔曼滤波基本方程 | 第83-85页 |
| 5.3.2 定位与守时导航滤波器设计 | 第85-88页 |
| 5.3.3 定姿组合导航滤波器设计 | 第88-90页 |
| 5.4 单探测器多星观测导航方案与可行性分析 | 第90-94页 |
| 5.4.1 单探测器守时可观性分析 | 第91-92页 |
| 5.4.2 单探测器多星导航定位可行性分析 | 第92-94页 |
| 5.5 定位导航精度影响因素分析 | 第94-95页 |
| 5.6 仿真与分析 | 第95-108页 |
| 5.6.1 火星轨道器轨道动力学仿真 | 第95-97页 |
| 5.6.2 X射线脉冲星可见性分析 | 第97-99页 |
| 5.6.3 定位与守时导航仿真 | 第99-106页 |
| 5.6.4 姿态组合导航仿真 | 第106-108页 |
| 5.7 本章小结 | 第108-110页 |
| 结论 | 第110-112页 |
| 参考文献 | 第112-118页 |
| 致谢 | 第118页 |
