| Abstract | 第4页 |
| Acknowledgements | 第5-12页 |
| Abbreviations | 第12-13页 |
| Nomenclature | 第13-16页 |
| 1 Introduction | 第16-30页 |
| 1.1 Background and Motivation | 第16-18页 |
| 1.2 Overview of Flight Dynamics | 第18-23页 |
| 1.2.1 Frames of Reference | 第19-21页 |
| 1.2.2 6-DOF Equations of Motion | 第21-23页 |
| 1.3 Review of previous work | 第23-26页 |
| 1.3.1 Guidance and Path Following | 第23-25页 |
| 1.3.2 Wind Field Estimation | 第25-26页 |
| 1.4 Aims and Objectives | 第26-27页 |
| 1.5 Thesis Overview | 第27-30页 |
| 2 Flight Control Design of F-16 Aircraft | 第30-44页 |
| 2.1 Non-Linear Dynamics of the F-16 Aircraft | 第30-31页 |
| 2.2 Linearization and Decoupling | 第31-36页 |
| 2.3 Modal Analysis of Lateral-Directional Model | 第36-37页 |
| 2.4 Stability Augmentation system | 第37-41页 |
| 2.4.1 Roll Damper Design | 第39-40页 |
| 2.4.2 Yaw Damper Design | 第40-41页 |
| 2.5 Bank Angle Hold System | 第41-43页 |
| 2.6 Chapter Summary | 第43-44页 |
| 3 Guidance and Path Following | 第44-68页 |
| 3.1 The Mission | 第44-46页 |
| 3.2 Flight Path Parameters | 第46-56页 |
| 3.2.1 Vehicle’s position vector | 第47页 |
| 3.2.2 Vehicle Heading | 第47-48页 |
| 3.2.3 Reference heading | 第48页 |
| 3.2.4 Straight Path Calculations | 第48-51页 |
| 3.2.4.1 Distances | 第49页 |
| 3.2.4.2 Turn Radius | 第49-50页 |
| 3.2.4.3 Turn Length | 第50页 |
| 3.2.4.4 Heading Error | 第50-51页 |
| 3.2.4.5 Crosstrack Error | 第51页 |
| 3.2.4.6 WP Hit Criterion | 第51页 |
| 3.2.5 Curved Path Calculations | 第51-56页 |
| 3.2.5.1 Turn start Criterion | 第51页 |
| 3.2.5.2 Turn Center | 第51-54页 |
| 3.2.5.3 Distance from vehicle position P to Turn Center C | 第54页 |
| 3.2.5.4 Bearing from C to P | 第54页 |
| 3.2.5.5 Crosstrack error during turn | 第54页 |
| 3.2.5.6 Heading Error during turn | 第54页 |
| 3.2.5.7 Curve Exit and Waypoint Hit Criteria | 第54-56页 |
| 3.3 Guidance Logic | 第56-59页 |
| 3.3.1 Linear Adjustment of L_1 | 第58-59页 |
| 3.4 Flight Simulation | 第59-66页 |
| 3.4.1 Case I: No Wind and No Sensor Noise | 第59-63页 |
| 3.4.2 Case II: Wind Disturbance and Sensor Noise | 第63-66页 |
| 3.5 Chapter Summary | 第66-68页 |
| 4 Linear Estimation Formulation | 第68-86页 |
| 4.1 Linear Wind Modeling | 第68-75页 |
| 4.1.1 Model of Atmospheric Turbulence | 第69-74页 |
| 4.1.2 Prevailing Wind Model | 第74-75页 |
| 4.2 Direct Method of Wind Estimation | 第75-77页 |
| 4.3 Discrete-Time Kalman Filter (DKF)-Based Estimation Formulation | 第77-84页 |
| 4.3.1 Estimation Results | 第81-84页 |
| 4.4 Chapter Summary | 第84-86页 |
| 5 Non-Linear Wind Estimation | 第86-100页 |
| 5.1 Non-Linear Wind Model | 第86-89页 |
| 5.1.1 Random Walk Process-Based State Trajectory | 第86-87页 |
| 5.1.2 GPS/ADS-Based Non-Linear Observation Function | 第87-89页 |
| 5.2 Nonlinear Wind Estimation Using Extended Kalman Filter | 第89-92页 |
| 5.2.1 EKF Estimation Results | 第90-92页 |
| 5.3 Wind Estimation using Linear Model and NL Kalman Formulation | 第92-96页 |
| 5.3.1 Unscented Kalman Filter (UKF) | 第93-96页 |
| 5.3.1.1 Unscented Transformation (UT) | 第93-94页 |
| 5.3.1.2 The Unaugmented UKF | 第94-96页 |
| 5.4 DKF/EKF/UKF Estimation Results Comparison | 第96-98页 |
| 5.5 Chapter Summary | 第98-100页 |
| 6 Conclusion and Future Work | 第100-104页 |
| 6.1 Chapter-wise Conclusion | 第100-102页 |
| 6.2 Future Resolve | 第102-104页 |
| A Frames of Reference | 第104-112页 |
| A.1 The Earth Geodesy | 第104-105页 |
| A.2 Earth-Centered IRF (ECI Fo R) | 第105-106页 |
| A.3 Earth-Centered Earth-Fixed Non-IRF (ECEF Fo R) | 第106页 |
| A.4 World Geodetic Coordinate System (WGS84) | 第106-108页 |
| A.5 North-East-Down (NED) Fo R | 第108-109页 |
| A.6 Body Fo R | 第109页 |
| A.7 Wind Fo R | 第109-112页 |
| B Stability and Control Derivatives | 第112-116页 |
| B.1 Lateral Derivatives | 第113-114页 |
| B.2 Directional Derivatives | 第114-116页 |
| Bibliography | 第116-120页 |
| Published Contribution | 第120-121页 |
