前言

航天器自主导航指的是在不依赖地面支持的情况下，仅利用自身携带的测量设备在轨实时确定航天器位置和速度的技术。基于多源信息融合的自主导航是对多种信息源（多观测目标、多敏感器、先验知识等）进行融合处理的一种自主导航方式。基于多源信息融合的自主导航技术在深空探测领域有着很大的应用前景，相比单一敏感器、单一观测源的自主导航方式，其在增强信息冗余性、扩展时间/空间覆盖性以及减少信息获取成本等方面有着较大的优势。本书以深空探测航天器为应用对象，重点论述多源信息融合理论方法及其在深空探测自主导航中的应用，内容涉及估计理论、融合算法、性能分析、信息融合自主导航技术以及地面仿真试验技术等。

全书内容分为四部分，共13章。第一部分为第1章绪论，介绍自主导航的基本概念，对深空探测航天器自主导航的主要方法进行梳理和归纳，对多源信息融合自主导航技术进行介绍，并对全书的主要内容进行了概括。第二部分为理论篇，包括第2～第4章，分别是估计理论、融合算法和性能分析，这几章构成多源信息融合自主导航技术的理论基础。第三部分为应用篇，包括第5～第12章，分别是时空系统、动力学模型与环境模型、惯性自主导航技术、光学自主导航技术、脉冲星自主导航技术、光学与脉冲星融合自主导航技术、惯性与测距测速/光学融合自主导航技术、航天器多源信息融合自主导航仿真试验技术。第四部分是第13章——航天器多源信息融合自主导航技术的发展展望。

本书的主要特色如下：

（1）本书中的估计、融合理论强调的是基础部分，其主要论述思路是先给出一般情形，再具体到特殊情形，这样更有利于读者对问题根本的把握。此外，本书在叙述信息融合基础理论部分时，尽可能给出一种算法的多种形式，这样有助于科研工作者查阅以及便于建立不同形式的概念联系。

（2）本书中涉及的航天器自主导航技术，强调的是实用性，其中部分已经应用在“嫦娥三号”软着陆探测器等实际飞行任务中，还将应用在“嫦娥四号”和“嫦娥五号”等后续任务中。

（3）本书注重的是估计、融合理论与自主导航技术的结合，因此在叙述技术应用时会对相关的理论方法进行简单的回顾，以便于读者建立理论与应用之间的联系。

本书在编写过程中，得到了中国空间技术研究院航天器动力学与自主导航技术研究团队的大力支持，其中褚永辉、李骥、熊凯、徐超等参与了本书部分内容的编写、仿真试验以及数据整理工作。

承蒙叶培建院士、刘良栋研究员与王永富研究员对本书出版的深切关注和大力支持，吴宏鑫院士、杨孟飞院士、李果研究员、孙京研究员、何英姿研究员、魏春岭研究员和李铁寿研究员对本书给予了指导并提出宝贵意见。中国空间技术研究院总体部梁晓珩秘书长和北京理工大学出版社为本书的出版做了大量的工作，在此一并致谢。

本书的研究工作得到了国家杰出青年科学基金（61525301）、国防科技卓越青年人才基金、国家自然科学基金（61690215、61673057、61503023）、民用航天项目、中国空间技术研究院总体部、北京控制工程研究所和空间智能控制技术重点实验室的大力支持，作者在此表示衷心的感谢。

航天器多源信息融合自主导航技术发展迅速，加上作者水平所限，难以全面、完整地就研究前沿一一深入探讨。书中错误及不当之处，恳请读者批评指正。

作者

2017年12月