航天器轨道确定与自主导航

课程编码：180215082501P2001H 英文名称：Spacecraft Orbit Determination and Navigation 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：舒磊正等

本课程是航空宇航学科研究生的专业核心课。内容涵盖航天器轨道运动模型、轨道数值积分方法、卡尔曼滤波方法、航天器轨道确定、航天器自主导航与相对导航等方面。目的是帮助从事空间技术、空间应用、航天工程等学科专业学习的研究生了解并系统掌握航天飞行器轨道确定与自主导航技术，掌握数值积分方法与非线性估计方法，掌握包括GNSS导航、脉冲星导航、光学导航以及多传感器组合导航的基本原理和应用方法，为未来从事专业研究奠定基础。

高等数学、矩阵原理、数值分析等数学类课程。

第一章 第一章 绪论、航天轨道动力学基础 9学时 舒磊正
第1节 绪论
第2节 时间系统、坐标系统
第3节 空间飞行基本原理
第二章 第二章  估计理论与滤波方法 6学时 舒磊正
第1节 最优估计理论与方法
第2节 现代滤波方法
第三章 第三章  轨道数值积分方法 5学时 舒磊正
第1节 数值积分方法-单步法
第2节 数值积分方法-多步法
第四章 第四章  基于GNSS观测的航天器导航及其科学应用 12学时 毛新愿
第1节 全球卫星导航系统介绍
第2节 基于GNSS观测的航天器精密定轨技术
第3节 基于GNSS观测的航天器相对导航 （4学时）
第五章 第五章 基于视觉的航天器自主导航 3学时 毛新愿
第1节 视觉自主导航技术及其在航天任务中的应用
第六章 第六章 其他先进自主导航概念及未来发展趋势 3学时 毛新愿
第1节 地月空间与深空探测自主导航新概念
第七章 开卷考试 2学时 毛新愿
第1节 开卷考试

舒磊正，男，研究员，于 2015 年获得北航飞行器设计专业博士学位，目前工作于中国科学院空间应用工程与技术中心；2018 年入选“中科院青年创新促进会”，2019 年获军队科技进步二等奖。申请人多年来持续从事航天器自主导航技术研究和载荷研制工作，在编队卫星高精度相对导航、航天器精密轨道确定以及空间智能感知与多传感器融合自主导航等关键核心技术领域积累了丰硕的科研成果。近五年来，舒磊正累计发表SCI、EI论文16篇。与此同时，舒磊正带领团队研制的GNSS精密定轨与授时载荷、差分GNSS相对导航载荷、高灵敏度弱信号GNSS接收载荷（包括卫星GNSS接收机与天线产品、定轨科学数据产品等）在921载人航天工程、中科院战略先导专项、北斗导航增强等领域得到广泛应用。

毛新愿，男，副研究员。于2019年获得荷兰代尔夫特理工大学航天工程专业博士学位，在瑞士伯尔尼大学（运营欧洲卫星定轨中心）开展博士后研究，2023年起工作于中国科学院空间应用工程与技术中心。主要从事低轨卫星精密定轨，航天器及编队轨道动力学，航天器自主PNT等研究。参加过欧空局、欧洲气象卫星应用组织、欧洲科学委员会、瑞士国家科学基金等项目，欧空局“哨兵”系列卫星轨道质量组专家成员。现参与中国载人航天工程、中科院战略性先导专项（A类）等项目。提出串联型、钟摆型、高动态型、跨任务型卫星编队的精密定轨理论，构建精细化的卫星力学模型体系，突破强机动场景下卫星定轨难题。近5年发表第一作者SCI论文5篇、国际会议学术报告7次。