内容简介

本书主要介绍了飞行器 GNC系统研制工程应用算法、建模和仿真验证,包括组合定姿、组合导航、姿态控制、轨道机动和深空探测 GNC等相关的算法、建模和仿真.空间飞行器轨道机动大都基于数学仿真,特别是超实时数学仿真,需要动力学快速迭代推算,基于挠性和晃动动力学模型解耦及局部迭代算法,可以大幅缩短动力学迭代计算时间.空间飞行器 GNC系统工程应用算法简单可靠,物理概念清晰,适合工程应用,可以作为飞行器导航、制导与控制专业研究生教材,也可以供从事飞行器 GNC 系统设计与研制的技术人员及高等院校相关专业的师生参考。

作者简介

王献忠，工学博士，专注于高精度指向控制、远近程相对导航、空间自主交会、在轨操控与服务等控制技术研究。从事深空探测飞行器研制，主要负责国家首次火星探测工程中的环绕器研制。
张肖:硕士研究生，重点方向为飞行器姿态确定与控制技术，具体包括快速姿态机动控制、刚柔耦合姿态稳定控制、非合作目标相对姿态确定与控制等技术研究。

前言

考虑到卡尔曼滤波算法相对复杂、物理概念不够清晰，提出基于PI滤波的陀螺与磁强计组合定姿，陀螺与星敏感器组合定姿，GNSS兼容机与加表组合导航，伪距及伪距率与加表组合导航，基于跟瞄和加表近程相对导航等组合定姿和组合导航算法，并进行了仿真和在轨验证。

空间飞行器GNC系统敏感器受到干扰可能无法正常工作，特别是随着集成度的不断提高，GNSS、雷达/光电跟瞄等导航敏感器易受干扰，而天文导航抗干扰能力强，因此给出基于地平仪的惯性与天文组合导航，基于星光折射敏感器、惯组组合导航等天文导航，基于准北东地系地面静态对准等算法，天文导航在深空探测中也有广泛的应用前景。

考虑到载荷对平台高稳定度控制要求，给出基于干扰力矩补偿和微振动抑制实现高稳定度控制，以及挠性振荡在轨自主识别等算法，其满足载荷对平台高稳定度控制需求。

深空探测越来越受到重视，结合火星探测研制经验，给出深空探测不同坐标系及轨道转换、对地指向测控安全、火星时、引力影响球、近火捕获和再入制动策略、火星表面静态对准，以及小行星探测轨道转移策略等GNC系统相关算法及仿真验证结果。

空间飞行器GNC系统工程应用算法简单可靠，物理概念清晰，适合工程应用，可以作为飞行器导航、制导与控制专业研究生教材，也可以供从事飞行器GNC系统设计与研制的技术人员及高等院校相关专业的师生参考。

由于作者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，殷切希望广大读者批评指正。

作者
2023年8月于上海