| 致谢 | 第1-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-12页 |
| 目录 | 第12-16页 |
| 1 绪论 | 第16-33页 |
| ·研究背景及意义 | 第16-22页 |
| ·月球环境及其影响 | 第16-18页 |
| ·月球车及其它探测器 | 第18-20页 |
| ·天文导航意义 | 第20-22页 |
| ·月表自主天文导航综述 | 第22-30页 |
| ·天文导航的历史 | 第22-23页 |
| ·天文导航的基本原理 | 第23-25页 |
| ·天文导航研究现状 | 第25-30页 |
| ·本文主要工作及内容安排 | 第30-33页 |
| 2 月球车天文导航系统分析 | 第33-64页 |
| ·天文导航中的坐标系 | 第33-38页 |
| ·天球坐标系 | 第33-36页 |
| ·空间坐标系 | 第36-38页 |
| ·导航系统分析 | 第38-44页 |
| ·系统的组成 | 第38-39页 |
| ·系统输入和输出 | 第39-40页 |
| ·系统的框图 | 第40-42页 |
| ·具体实现算法 | 第42-44页 |
| ·太阳星历 | 第44-55页 |
| ·太阳投影点的时间和位置 | 第44-47页 |
| ·地表太阳位置 | 第47-50页 |
| ·月表太阳位置 | 第50-53页 |
| ·月表太阳星历仿真 | 第53-55页 |
| ·太阳敏感器 | 第55-57页 |
| ·功能和结构 | 第55-56页 |
| ·简单质心提取 | 第56-57页 |
| ·倾斜计 | 第57-62页 |
| ·功能和选型 | 第57-59页 |
| ·输出转为欧拉角 | 第59-62页 |
| ·电子罗盘(HMR3000) | 第62-64页 |
| 3 太阳敏感器中信息处理 | 第64-86页 |
| ·引言 | 第64-65页 |
| ·太阳图像质心提取算法 | 第65-71页 |
| ·重心法 | 第65-66页 |
| ·带阈值的重心法 | 第66页 |
| ·圆拟合法 | 第66-67页 |
| ·基于Zernike矩的质心提取算法 | 第67-71页 |
| ·仿真和地表实验结果 | 第71-77页 |
| ·仿真标准图像生成 | 第71-72页 |
| ·规则图像仿真结果 | 第72-74页 |
| ·退化图像仿真结果 | 第74-76页 |
| ·实验结果 | 第76-77页 |
| ·太阳敏感器标定 | 第77-85页 |
| ·透视投影公式 | 第79-80页 |
| ·标定结果 | 第80-81页 |
| ·误差分析 | 第81-85页 |
| ·结论 | 第85-86页 |
| 4 一种非迭代的月球车天文定位方法 | 第86-104页 |
| ·引言 | 第86页 |
| ·QUEST(QUATERNION ESTIMATOR)法 | 第86-88页 |
| ·标定坐标系I与C的旋转关系 | 第88-93页 |
| ·标定方法一 | 第88-89页 |
| ·标定方法二 | 第89-90页 |
| ·标定实验结果 | 第90-93页 |
| ·计算月球车的位置和航向 | 第93-100页 |
| ·观测月表太阳高度 | 第94-96页 |
| ·非迭代位置解析解 | 第96-99页 |
| ·确定月球车的航向 | 第99-100页 |
| ·实验结果分析 | 第100-103页 |
| ·地理位置估计 | 第100页 |
| ·航向角估计 | 第100-102页 |
| ·基于VC++的天文导航系统的设计和实现 | 第102-103页 |
| ·结论 | 第103-104页 |
| 5 月球车同时天文定位和定向方法 | 第104-128页 |
| 符号说明 | 第104-105页 |
| ·引言 | 第105-107页 |
| ·数学基础和传感器模型 | 第107-111页 |
| ·位姿的数学表示 | 第107-109页 |
| ·太阳传感器模型 | 第109-110页 |
| ·倾斜计模型 | 第110-111页 |
| ·月球车位姿确定算法 | 第111-116页 |
| ·同时天文定位和定向 | 第112-113页 |
| ·姿态误差消除 | 第113-116页 |
| ·月表仿真结果 | 第116-122页 |
| ·仿真方法 | 第117-118页 |
| ·位置误差参考 | 第118-119页 |
| ·航向和位置误差 | 第119-122页 |
| ·地表实验 | 第122-125页 |
| ·地表实验方法 | 第123页 |
| ·地表实验结果 | 第123-125页 |
| ·讨论 | 第125-128页 |
| 6 基于角速度当前统计模型的月球车天文导航 | 第128-147页 |
| ·引言 | 第128-129页 |
| ·坐标系统和姿态运动学 | 第129-131页 |
| ·坐标系统 | 第129-130页 |
| ·四元数姿态运动学 | 第130-131页 |
| ·连续天文导航 | 第131-137页 |
| ·位置和姿态的状态方程 | 第132-133页 |
| ·天文观测方程 | 第133-134页 |
| ·连续-离散扩展卡尔曼滤波 | 第134-137页 |
| ·仿真及结果 | 第137-145页 |
| ·仿真条件的设定 | 第137-138页 |
| ·仿真结果一 | 第138-140页 |
| ·仿真结果二 | 第140-145页 |
| ·结论 | 第145-147页 |
| 7 总结与展望 | 第147-150页 |
| ·本文研究成果 | 第147-148页 |
| ·下一步工作计划 | 第148-150页 |
| 参考文献 | 第150-158页 |
| 攻博期间完成的论文 | 第158页 |