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随着深空探测和载人航天技术的发展,研究航天器自主导航技术逐渐成为热点。其中美国、法国已有了实际的工程应用,而我国在这方面与国际先进水平还存在较大差距。本文研究基于星光折射间接敏感地平的航天器自主导航技术,主要研究工作如下: 1、建模研究:在地心赤道惯性坐标系下,考虑地球形状、日月引力、太阳光压等摄动因素,建立较精确的航天器轨道动力学模型。根据航天器轨道动力学方程,建立航天器自主导航系统状态方程。 2、自主导航方案研究:采用星光折射间接敏感地平的自主导航方案,利用安装在航天器上的CCD星敏感器测量值,结合恒星星表,确定星光折射角,并根据观测方程,分别利用扩展卡尔曼滤波算法和Unscented卡尔曼滤波算法确定航天器的在轨位置和速度。由不同观测量建立不同的观测方程,并进行比较。 3、定轨精度因素研究:讨论了恒星选择的限制条件;研究星光的大气折射模型、导航滤波算法、星敏感器精度、采样周期、观测恒星数目等因素对航天器自主定轨精度的影响,并进行计算机仿真验证。