01
深空探测导航概述
深空探测任务特点、导航滤波技术的重要性、课程整体框架介绍。
概论导航
02
坐标系与时间系统
地心惯性系、地心地固系、J2000.0坐标系、时间系统（UTC、TAI、TDB）。
坐标时间
03
轨道动力学基础
二体问题、轨道根数、摄动因素（J2项、太阳光压、第三体引力）。
轨道摄动
04
状态估计理论基础
最小二乘估计、加权最小二乘、递推最小二乘。
估计最小二乘
05
卡尔曼滤波基础
线性卡尔曼滤波原理、预测与更新方程、滤波发散问题。
卡尔曼基础
06
扩展卡尔曼滤波（EKF）
非线性系统线性化、雅可比矩阵计算、EKF在轨道确定中的应用。
EKF非线性
07
无迹卡尔曼滤波（UKF）
UT变换、Sigma点选取、UKF算法流程。
UKFUT变换
08
粒子滤波（PF）
蒙特卡洛方法、重要性采样、重采样技术。
粒子滤波蒙特卡洛
09
容积卡尔曼滤波（CKF）
球面-径向容积规则、CKF算法实现。
CKF容积
10
平方根滤波
平方根滤波原理、数值稳定性分析、平方根UKF实现。
平方根数值稳定
11
联邦滤波
联邦滤波结构、信息分配原则、容错性分析。
联邦容错
12
自适应滤波
Sage-Husa自适应滤波、渐消记忆滤波、多模型自适应估计。
自适应Sage-Husa
13
鲁棒滤波
H∞滤波原理、鲁棒卡尔曼滤波、抗差估计方法。
鲁棒H∞
14
非线性滤波性能对比
EKF/UKF/PF/CKF精度对比、计算效率分析、适用场景选择。
对比选型
15
深空探测观测模型
地基无线电测距测速、VLBI测量、光学导航观测模型。
观测VLBI
16
脉冲星导航基础
X射线脉冲星信号特性、脉冲星导航原理、TOA测量模型。
脉冲星X射线
17
自主导航技术
惯性导航+天文导航组合、星敏感器/太阳敏感器/地球敏感器。
自主组合
18
组合导航滤波
松组合/紧组合/深组合架构、IMU/星敏感器组合滤波。
组合导航架构
19
火星探测导航案例
火星捕获段导航、EDL段导航滤波、火星表面巡视导航。
火星EDL
20
小行星探测导航
小行星交会段导航、绕飞段滤波、附着段导航策略。
小行星附着
21
木星探测导航
木星系入轨导航、木卫飞掠导航、辐射环境对导航的影响。
木星辐射
22
深空机动与轨道修正
轨道机动模型、中途修正滤波、燃耗最优估计。
机动修正
23
多源信息融合
异类传感器时空配准、异步滤波、分布式融合架构。
融合分布式
24
滤波算法工程化
嵌入式实现要点、定点化处理、实时性优化策略。
工程化嵌入式
25
滤波参数调优
Q/R矩阵调参方法、初值敏感性分析、调参经验总结。
调参Q/R
26
滤波故障诊断
残差卡方检验、故障隔离与重构、滤波器健康管理。
故障诊断
27
蒙特卡洛仿真验证
Monte Carlo打靶方法、精度评估指标、仿真工具链。
蒙特卡洛仿真
28
深空导航滤波软件设计
软件架构设计、模块化实现、接口规范。
软件架构
29
前沿技术展望
人工智能辅助滤波、图优化导航、量子导航技术。
AI量子
30
综合实战项目
深空探测器全任务段导航滤波系统设计与仿真验证。
实战综合