天文导航第10章 星光折射间接敏感地平天文导航方法

一种航天器天文自主定轨方法
杨博;房建成;伍小洁;赵建辉
【期刊名称】《中国惯性技术学报》
【年(卷),期】2000(008)003
【摘要】提出用星敏感器和地平仪测量星光角距作为主要观测量,用地平仪直接测量得到地心方向矢量,用间接测得的地心距离作为补充观测量,并用推广卡尔曼滤波方法来实时确定航天器的轨道.文中对系统的构成、模型的建立、以及卡尔曼滤波的方法都作了认真的仿真研究,并获得了满意的结果.
【总页数】5页(P33-36,78)
【作者】杨博;房建成;伍小洁;赵建辉
【作者单位】北京航空航天大学宇航学院,北京,100083;北京航空航天大学宇航学院,北京,100083;北京航空航天大学宇航学院,北京,100083;北京航空航天大学宇航学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】U666.13
【相关文献】
1.一种卫星天文自主定轨定姿方法研究 [J], 李琳琳;孙辉先
2.卫星天文导航自主定轨精度及误差分析 [J], 季玮;白涛;武国强;林宝军
3.一种天文导航信息导引的星间链路自主定轨算法 [J], 林夏;林宝军;刘迎春;白涛;武国强
4.星光折射航天器自主定轨方案比较 [J], 杨博;房建成;伍小洁
5.基于UKF的航天器多普勒/天文组合导航方法研究 [J], 宋伟;宁晓琳;杨照华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

自主学习教学方法在“飞行器自主导航”课程中的应用体会【摘要】自主学习教学方法旨在为学生营造一个自主思考、自由探索、勇于创新的良好学习环境，使学生的自学能力和创新能力得以充分发展。

在任选课程“飞行器自主导航”中对自主学习教学方法进行了实践研究，研究表明该教法在激发学习兴趣、培养自主探索和创新能力等方面有积极作用。

【关键词】自主学习教学方法；教学改革；人才培养【中图分类号】g64 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089（2013）4-00-02一、引言在深化高等教育教学改革、提高人才培养质量的背景下，素质教育已经成为一个深入人心的话题。

为了适应素质教育的要求，扭转传统课堂教学方式，教育工作者积极探索并提出了自主学习教学方法[1][2][3]。

自主学习教学方法[4]是一种通过激发学生的内驱力，努力把学习变成学生的内在需求的一种教改方法。

该方法能够从根本上促进学生认知能力和个性的发展，充分发挥学生主动学习、自觉学习的内在潜力，使其逐步形成比较持久的自己主宰、自己调控学习动力与学习内容的行为能力和心理能力，符合创新思维教育要求，能够达成素质教育的目的。

然而，在自主学习教学方法实施过程中，仍有教师摆脱不了“灌输式”的传统教学理念，错误地认为自主学习教学方法只能适应于某种形式的课程、课程的某一阶段、某一部分或某种类型的学生，甚至感觉有时使用起来表现得做作和牵强附会。

基于自主学习教法的教学活动如何组织与实施成为了“自主学习”教学改革中的关键问题。

在不久前学院开设的任选课“飞行器自主导航”中，我们对自主学习教学方法进行了应用研究。

在这次教学实践中，出现了三个意想不到：一是选修学生的数量空前多，并且非导航专业的人数占了近一半；二是学生们的求知欲非常强，创新思维活跃，与在传统课堂中的表现反差较大；三是许多学生反映收获很大，甚至意犹未尽。

总结教学过程我们感到，上述现象的出现正是得益于在本课程教学过程中成功的实施了自主学习的教学方法，课程进行中的教学互动很大程度上激发了学生的学习兴趣和学习潜能。

光电技术在军事领域的发展及应用摘要：光电技术的应用非常广泛，光电技术在轻武器领域、医学领域、生物医药领域、深海探测领域都有广泛的应用。

作为新军事革命的标志性装备之一，光电装备已成为现代军事信息装备的重要组成部分，覆盖了侦察监视、预警探测、指挥控制、通信导航、电子对抗等功能领域。

本文对现代光电子技术在军事领域未来的发展方向进行了思考和探讨。

关键词：光电技术；军事；应用以激光技术、红外技术和光通信技术等为主要代表的光电技术的飞速发展有力地推进了国民经济和军事高科技的发展。

特别是在国防军事领域，军用光电技术已经成为许多高科技武器装备的核心支撑技术。

几次典型的现代高技术局部战争表明，军用光电技术既是战场信息获取与传输的主要技术手段，又是实施精确打击武器装备的关键支撑技术。

随着我军日益加快的信息化建设进程，一大批先进的光电信息类武器装备陆续列装。

1光电产业发展状况发展光电产业的重要性显而易见，但光电产业是技术、资本密集的产业，需要巨大的投入和雄厚的技术支持。

目前，除日、美、欧等技术领先国持续投入外，亚太新兴国家如韩国，也在积极发展。

光电产业对各国经济增长的贡献度也越来越高。

未来由于各国的争相投入，其市场竞争愈见激烈，无法避免。

光电产业已成为我国主要的新兴科技产业，我国光电产业近年来获得良好发展，2004 年全国光电产业产值达到 1100 亿人民币，比 2003 年增长了 43%，其中激光产品产值达到 440 亿人民币，比 2003 年增长 57%。

2006 年仅 LCD 全行业销售总值为 269.5 亿元（不包括外资企业），比上一年增加 50.65 亿元，增长23.14%，全国光电产业的产值每年以 20%的速度增长。

目前，约占全球市场的5%，到 2010 年，我国光电产业约有 450 亿美元的产值，占世界市场 10%的份额。

2我国光电技术与装备发展方向思考我国光电系统的快速发展始于20世纪80年代，至今已取得了长足进步，实现了从传统光机观瞄向光电探测的技术跨越，覆盖了侦察、警戒、跟踪、导航、通信、对抗等应用领域，部分领域研发能力及应用水平达到或接近国际先进水平。

天文导航方法The use of celestial navigation methods has been an important aspect of human history for thousands of years. 天文导航方法的使用已有数千年的历史，一直是人类历史中重要的一部分。

In ancient times, sailors and travelers relied on the position of the stars, the sun, and the moon to navigate across vast oceans and deserts. 在古代，水手和旅行者依靠星星、太阳和月亮的位置在广阔的海洋和沙漠中导航。

This traditional method of navigation, known as celestial navigation, allowed people to determine their position on Earth by observing the celestial bodies. 这种传统的导航方法被称为天文导航，它允许人们通过观察天体来确定他们在地球上的位置。

Despite the advancements in modern technology, celestial navigation continues to play a significant role in navigation, particularly in situations where electronic devices may not be reliable. 尽管现代技术取得了很大进步，天文导航在航行中仍然发挥着重要作用，尤其是在电子设备可能不可靠的情况下。

Astronauts, mariners, and even hikers can benefit from learning celestial navigation techniques as a backup in case of emergencies. 宇航员、水手，甚至徒步旅行者都可以从学习天文导航技术中受益，作为紧急情况下的备用方案。

天文导航的原理及应用天文导航是以太阳、月球、行星和恒星等自然天体作为导航信标，以天体的地平坐标(方位或高度）作为观测量，进而确定测量点地理位置（或空间位置）及方位基准的技术和方法.航空和航天的天文导航都是在航海天文导航基础上发展起来的。

航空天文导航跟踪的天体主要是亮度较强的恒星。

航天中则要用到亮度较弱的恒星或其他天体.以天体作为参考点，可确定飞行器在空中的真航向。

使星体跟踪器中的望远镜自动对准天体方向可以测出飞行器前进方向（纵轴）与天体方向（即望远镜轴线方向）之间的夹角（称为航向角）。

由于天体在任一瞬间相对于南北子午线之间的夹角（即天体方位角）是已知的.这样,从天体方位角中减去航向角就得到飞行器的真航向。

通过测量天体相对于飞行器参考面的高度就可以判定飞行器的位置.以地平坐标系在飞行器上测得某星体C的高度角h,由90°-h 可得天顶距z（图1），以星下点(天体在地球上的投影点）为圆心，以天顶距z所对应的地球球面距离R为半径作一圆，称为等高圆(图2)。

在这个圆上测得的天体高度角都是h.同时测量两个天体C1、C2，便得到两个等高圆。

由这两个圆的交点得出飞行器的实际位置 M 和虚假位置M′.再用飞行器位置的先验信息或第三个等高圆来排除虚假位置，经计算机解算即得出飞行器所在的经、纬度（λ、φ）。

天文导航的分类按星体的峰值光谱和光谱范围分，天文导航可分为星光导航和射电天文导航。

观测天体的可见光进行导航的叫星光导航,而接收天体辐射的射电信号(不可见光）进行导航的叫射电天文导航。

前者可解决高精度昼夜全球自动化导航定位，后者可克服阴雨等不良天气影响，通过探测射电信号进行全天候天文导航与定位.根据跟踪的星体数，天文导航分为单星、双星和三星导航。

单星导航由于航向基准误差大而定位精度低,双星导航定位精度高，在选择星对时，两颗星体的方位角差越接近90°，定位精度越高。

三星导航常利用第三颗星的测量来检查前两次测量的可靠性，在航天中，则用来确定航天器在三维空间中的位置.仪器和系统航空常用的天文导航仪器有星体跟踪器、天文罗盘和六分仪等。