深空巡航段自主光学导航方案研究

深空探测任务中时间最长的阶段就是星际巡航段，在此阶段进行自主导航安全性高，并且可以极大地减少任务费用，是当今研究的重点。本文针对飞行器巡航段的特点，研究了一种基于多颗小行星光学信息的自主导航方案，包括导航星的确定、导航系统的建立、导航算法的研究。通过对导航小行星进行筛选和优化，形成了统一的导航小行星选取准则；通过对非线性导航系统进行可观度分析，得到了一次导航过程中合理的导航星个数，从而形成了小行星列表。最后基于观测手段的特点，利用基于UD分解的递推加权最小二乘滤波设计了导航算法，并通过可观测性分析确保了算法的可行性和可靠性。仿真结果表明了导航方案的设计是合理的，导航算法能够满足未来深空探测巡航段导航的精度要求。