1、新世紀以來，以大、小天體探測為代表的深空探測新熱點逐漸興起，深空探測技術研究與計劃實施迎來新的高潮。深空探測任務的遠距離導致較大的通訊延遲，靠地面測控站與深空探測器進行遠程通訊，已經不能滿足深空探測的任務要求。自主導航技術必將取而代之，成為二十一世紀深空探測領域的關鍵技術之一。本文結合“十五”863計劃項目----“深空探測器自主導航技術”，分析了深空探測自主光學導航的背景及國內外發(fā)展現(xiàn)狀，研究了一系列非線性濾波算法在自主光學導航技術中

2、的應用。主要內容包括：
　　 ⑴在綜合分析大量有價值的參考文獻的基礎上，介紹了自主光學導航系統(tǒng)的研究意義、背景、國內外的發(fā)展現(xiàn)狀；結合深空探測以及自主光學導航的任務流程，對光學導航原理進行簡要分析；針對深空探測不同的任務階段，介紹了相應的軌道動力學模型，并給出了各自的導航方案；對深空探測的觀測模型建立過程進行了必要的說明，為下一步自主光學導航非線性濾波算法研究打下良好的基礎。
　　 ⑵針對深空探測任務實時性要求較高，數據

3、運算量大，而星載計算機運算能力有限的問題，在黃道坐標系中引入柱面坐標系，將TSS-EKF算法應用到自主光學導航中，減少了狀態(tài)量和觀測量的耦合關系，避免了繁雜的矩陣運算，提高了狀態(tài)估計的實時性。同時，改進了接近段軌道動力學模型，在一定程度上提高了模型精度；結合接近段軌道動力學模型，將一種改進的UD-EKF算法在光學導航中加以應用，并與傳統(tǒng)的EKF濾波進行了比較，仿真結果優(yōu)勢明顯。
　　 ⑶針對單一導航系統(tǒng)使用多種傳感器這一特定問題