徐欣彤，桑吉章，刘 晖

（1. 武汉大学 卫星导航定位技术研究中心，武汉 430079；2. 武汉大学 测绘学院，武汉 430079）

0 引言

深空探测是当前的研究热点领域之一，其探测对象是太阳系内外的宇宙空间和星体[1]。小行星由于其数量丰富且类型多样，已成为深空探测中重要的研究对象，由于近地小行星易接近，所以通常被选作探测目标。美国开展小行星探测任务的时间最早、数量最多。1996年，美国发射了全球首个小行星探测器“尼尔”（NEAR）[2]，获得关于爱神星（Eros）的重要科学数据，开启了人类探测小行星的新篇章，随后发送了卡西尼-惠更斯号（Cassini-Huygens）、新视野号（New Horizons）、黎明号（Dawn）等一系列小行星探测器。日本于2005年率先完成了对小行星表面土壤的采样并成功返回地球[3]，实现了小行星探测的突破。欧空局也发射了“罗塞塔”彗星探测器，并于2014年完成了航空历史上首次彗星着陆[4]。2012年，“嫦娥2号”探测器与图塔蒂斯小行星成功交会，并用导航相机对其进行了光学成像，这是我国首次进行对小行星的飞越探测，标志着我国是继美国、欧洲航天局和日本之后，第4个实现了小行星探测计划[3]的国家。深空探测器正常工作时的工作原理如图1所示，主要依靠自主光学导航系统来完成轨道修正和导航，其系统性能的好坏直接影响到深空探测任务的成败。相机在惯性坐标中的轨道和姿态；③分析照相机投影，来确定目标的图像坐标[8]，具体流程如图2所示。

图1 深空探测器正常工作时的工作原理

自主导航技术作为深空探测的关键技术，是保障航天器安全、提高探测精度、确保探测任务成功的重要因素[5]。……