2026年航天器導(dǎo)航技術(shù)試卷考試時(shí)長(zhǎng)：120分鐘滿分：100分試卷名稱(chēng)：2026年航天器導(dǎo)航技術(shù)試卷考核對(duì)象：航天工程、相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究生及行業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（20分）-單選題（20分）-多選題（20分）-案例分析（18分）-論述題（22分）總分：100分---一、判斷題（共10題，每題2分，總分20分）1.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）的定位精度主要受多路徑效應(yīng)和電離層延遲影響。2.航天器相對(duì)導(dǎo)航中，基于脈沖星的時(shí)間同步精度可達(dá)納秒級(jí)。3.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)會(huì)累積顯著的漂移誤差。4.星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS）通過(guò)地面站修正衛(wèi)星信號(hào)，提升全球覆蓋精度。5.航天器自主定軌主要依賴星敏感器與慣性測(cè)量單元（IMU）的融合。6.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的比力計(jì)輸出直接反映航天器的加速度變化。7.衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的載波相位測(cè)量精度高于碼相位測(cè)量。8.航天器軌道機(jī)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)航系統(tǒng)需實(shí)時(shí)調(diào)整測(cè)量模型以補(bǔ)償非保守力影響。9.多普勒頻移效應(yīng)是航天器相對(duì)導(dǎo)航中的關(guān)鍵物理基礎(chǔ)。10.星間激光通信（SSL）可替代傳統(tǒng)GNSS實(shí)現(xiàn)高精度相對(duì)導(dǎo)航。二、單選題（共10題，每題2分，總分20分）1.下列哪種導(dǎo)航系統(tǒng)屬于無(wú)源定位技術(shù)？A.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）B.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）C.多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)D.脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)2.航天器軌道根數(shù)（ORB）更新中，主要修正項(xiàng)是：A.軌道攝動(dòng)B.星上時(shí)鐘誤差C.推進(jìn)器燃料消耗D.太陽(yáng)活動(dòng)擾動(dòng)3.INS系統(tǒng)在短時(shí)運(yùn)行中誤差累積的主要來(lái)源是：A.溫度漂移B.比力計(jì)標(biāo)度因子誤差C.角速度計(jì)零偏D.陀螺儀隨機(jī)游走噪聲4.GNSS接收機(jī)采用碼相關(guān)技術(shù)的主要目的是：A.提高定位精度B.增強(qiáng)抗干擾能力C.減少信號(hào)處理延遲D.降低功耗5.航天器自主定軌中，星敏感器的主要功能是：A.測(cè)量相對(duì)速度B.觀測(cè)太陽(yáng)位置C.提供絕對(duì)姿態(tài)參考D.計(jì)算軌道攝動(dòng)6.SBAS系統(tǒng)通過(guò)以下哪種方式提升定位精度？A.增加衛(wèi)星數(shù)量B.地面站差分修正C.調(diào)整衛(wèi)星軌道高度D.優(yōu)化信號(hào)調(diào)制方式7.INS與GNSS組合導(dǎo)航中，主要解決的問(wèn)題是：A.時(shí)間同步B.位置誤差累積C.信號(hào)衰減D.載波相位模糊度8.航天器相對(duì)導(dǎo)航中，以下哪種技術(shù)依賴激光測(cè)距？A.多普勒雷達(dá)B.星間激光通信（SSL）C.衛(wèi)星激光測(cè)高D.GNSS載波相位差分9.航天器軌道機(jī)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)航系統(tǒng)需重點(diǎn)考慮：A.星上時(shí)鐘穩(wěn)定性B.非保守力補(bǔ)償C.信號(hào)延遲修正D.載波相位模糊度10.INS系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中誤差累積的主要原因是：A.陀螺儀標(biāo)度因子漂移B.比力計(jì)零偏C.角速度計(jì)隨機(jī)游走噪聲D.星上計(jì)算機(jī)故障三、多選題（共10題，每題2分，總分20分）1.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）的主要誤差來(lái)源包括：A.電離層延遲B.多路徑效應(yīng)C.星上時(shí)鐘誤差D.載波相位模糊度E.推進(jìn)器不對(duì)稱(chēng)噴氣2.INS與GNSS組合導(dǎo)航的優(yōu)勢(shì)是：A.提高短期定位精度B.增強(qiáng)抗干擾能力C.補(bǔ)償GNSS信號(hào)盲區(qū)D.減少誤差累積E.降低功耗3.航天器自主定軌中，可利用的觀測(cè)數(shù)據(jù)包括：A.星敏感器數(shù)據(jù)B.GNSS偽距測(cè)量C.軌道根數(shù)殘差D.星間激光測(cè)距E.推進(jìn)器噴氣脈沖4.SBAS系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)有：A.地面站差分修正B.區(qū)域覆蓋限制C.載波相位測(cè)量D.實(shí)時(shí)定位更新E.高動(dòng)態(tài)補(bǔ)償5.INS系統(tǒng)誤差補(bǔ)償方法包括：A.溫度補(bǔ)償B.標(biāo)度因子校準(zhǔn)C.零偏估計(jì)D.隨機(jī)游走濾波E.星上時(shí)鐘同步6.航天器相對(duì)導(dǎo)航中，可用的技術(shù)手段有：A.多普勒雷達(dá)B.星間激光通信（SSL）C.GNSS載波相位差分D.脈沖星導(dǎo)航E.無(wú)線電測(cè)距7.GNSS接收機(jī)的主要功能包括：A.信號(hào)捕獲B.載波相位測(cè)量C.星歷解算D.偽距測(cè)量E.星上時(shí)鐘校正8.航天器軌道機(jī)動(dòng)中，需重點(diǎn)考慮的導(dǎo)航問(wèn)題有：A.非保守力補(bǔ)償B.時(shí)間同步精度C.軌道根數(shù)更新D.信號(hào)延遲修正E.載波相位模糊度9.INS系統(tǒng)在短時(shí)運(yùn)行中誤差較小的原因是：A.比力計(jì)標(biāo)度因子誤差小B.角速度計(jì)零偏穩(wěn)定C.星上計(jì)算機(jī)精度高D.無(wú)外部干擾E.陀螺儀隨機(jī)游走噪聲低10.航天器自主定軌的局限性包括：A.依賴初始軌道精度B.受限于星上計(jì)算資源C.需頻繁GNSS輔助D.無(wú)法處理長(zhǎng)期誤差累積E.對(duì)星敏感器依賴度高四、案例分析（共3題，每題6分，總分18分）1.案例背景：某地球觀測(cè)衛(wèi)星搭載GNSS接收機(jī)和INS，在低地球軌道（LEO）運(yùn)行時(shí)，GNSS信號(hào)受電離層延遲影響顯著，而INS在機(jī)動(dòng)后出現(xiàn)約5m的定位誤差累積。假設(shè)衛(wèi)星軌道高度500km，運(yùn)行周期90分鐘，請(qǐng)分析：（1）電離層延遲對(duì)定位精度的影響范圍（以米為單位）；（2）INS誤差累積的主要來(lái)源及短期（1小時(shí)）誤差估計(jì)方法；（3）提出組合導(dǎo)航方案以提升定位精度。2.案例背景：某深空探測(cè)器在火星軌道運(yùn)行，需實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)相對(duì)導(dǎo)航以對(duì)接著陸器?，F(xiàn)有技術(shù)條件包括：-星間激光測(cè)距精度±1cm；-GNSS信號(hào)不可用；-INS誤差累積率10cm/h。請(qǐng)回答：（1）若僅使用星間激光測(cè)距，如何計(jì)算相對(duì)速度？（2）結(jié)合脈沖星導(dǎo)航可否實(shí)現(xiàn)自主定軌？若可，需解決的關(guān)鍵問(wèn)題是什么？（3）提出組合導(dǎo)航方案，并說(shuō)明相對(duì)導(dǎo)航與絕對(duì)導(dǎo)航的協(xié)同機(jī)制。3.案例背景：某SBAS系統(tǒng)覆蓋亞太地區(qū)，地面站采用差分修正技術(shù)，修正內(nèi)容包括：-電離層延遲：±5ns；-星歷誤差：±2m；-接收機(jī)鐘差：±10ns。假設(shè)用戶接收機(jī)在山區(qū)（多路徑效應(yīng)系數(shù)0.3），請(qǐng)回答：（1）SBAS系統(tǒng)修正后的定位精度（以米為單位）；（2）多路徑效應(yīng)對(duì)定位精度的影響機(jī)制；（3）若山區(qū)用戶需更高精度，可采取哪些輔助技術(shù)？五、論述題（共2題，每題11分，總分22分）1.論述題：試論述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）在航天器導(dǎo)航中的核心作用及其誤差來(lái)源。結(jié)合實(shí)際案例，說(shuō)明INS與GNSS組合導(dǎo)航的優(yōu)勢(shì)及典型應(yīng)用場(chǎng)景。2.論述題：試論述航天器自主定軌技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)。結(jié)合星敏感器、脈沖星導(dǎo)航等技術(shù)，分析未來(lái)自主定軌系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)方向。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.√；GNSS定位精度受電離層延遲（約10-15m）和多路徑效應(yīng)（可達(dá)20m）影響顯著。2.√；脈沖星導(dǎo)航利用脈沖星周期穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)時(shí)間同步，精度可達(dá)0.1-1ns。3.√；INS誤差隨時(shí)間累積，比力計(jì)零偏和陀螺儀漂移是主要來(lái)源，短期誤差可達(dá)厘米級(jí)。4.√；SBAS通過(guò)地面站修正電離層延遲、星歷誤差和接收機(jī)鐘差，提升定位精度至亞米級(jí)。5.√；星敏感器提供高精度姿態(tài)參考，結(jié)合IMU實(shí)現(xiàn)自主定軌，精度可達(dá)0.1°。6.√；SBAS通過(guò)地面站差分修正技術(shù)，消除區(qū)域性誤差，覆蓋范圍可達(dá)2000km。7.√；INS與GNSS組合可利用GNSS修正INS誤差累積，實(shí)現(xiàn)高精度、長(zhǎng)時(shí)基定位。8.√；星間激光通信（SSL）通過(guò)激光測(cè)距實(shí)現(xiàn)航天器間高精度相對(duì)導(dǎo)航，精度可達(dá)厘米級(jí)。9.√；多普勒頻移效應(yīng)是相對(duì)導(dǎo)航的基礎(chǔ)，通過(guò)測(cè)量多普勒頻移計(jì)算相對(duì)速度。10.×；SSL可輔助相對(duì)導(dǎo)航，但無(wú)法替代GNSS，需結(jié)合其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。二、單選題1.D；脈沖星導(dǎo)航利用脈沖星周期穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)無(wú)源定位，無(wú)需地面站支持。2.A；軌道攝動(dòng)是軌道根數(shù)更新的主要修正項(xiàng)，包括太陽(yáng)、月球引力及非保守力影響。3.B；比力計(jì)標(biāo)度因子誤差會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)期誤差累積，短期誤差主要來(lái)自零偏和隨機(jī)游走噪聲。4.A；碼相關(guān)技術(shù)通過(guò)匹配碼相位實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)距，提升定位精度至亞米級(jí)。5.C；星敏感器提供絕對(duì)姿態(tài)參考，用于修正IMU姿態(tài)誤差，實(shí)現(xiàn)自主定軌。6.B；SBAS通過(guò)地面站差分修正技術(shù)，消除區(qū)域性誤差，提升定位精度。7.B；組合導(dǎo)航主要解決INS誤差累積問(wèn)題，通過(guò)GNSS修正INS位置誤差。8.B；SSL利用激光測(cè)距實(shí)現(xiàn)航天器間高精度相對(duì)導(dǎo)航，精度可達(dá)厘米級(jí)。9.B；軌道機(jī)動(dòng)時(shí)需補(bǔ)償非保守力（如太陽(yáng)輻射壓），否則會(huì)導(dǎo)致軌道根數(shù)誤差。10.A；陀螺儀標(biāo)度因子漂移是長(zhǎng)期誤差的主要來(lái)源，會(huì)導(dǎo)致INS誤差累積。三、多選題1.A,B,C,D；電離層延遲、多路徑效應(yīng)、星上時(shí)鐘誤差和載波相位模糊度是GNSS主要誤差來(lái)源。2.A,B,C,D；組合導(dǎo)航可提升短期定位精度、增強(qiáng)抗干擾能力、補(bǔ)償GNSS盲區(qū)、減少誤差累積。3.A,B,D,E；星敏感器數(shù)據(jù)、GNSS偽距、星間激光測(cè)距和推進(jìn)器噴氣脈沖可用于自主定軌。4.A,C,D,E；SBAS通過(guò)地面站差分修正、載波相位測(cè)量、實(shí)時(shí)更新和高動(dòng)態(tài)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)區(qū)域覆蓋。5.A,B,C,D；INS誤差補(bǔ)償方法包括溫度補(bǔ)償、標(biāo)度因子校準(zhǔn)、零偏估計(jì)和隨機(jī)游走濾波。6.A,B,C,D；多普勒雷達(dá)、SSL、GNSS載波相位差分和脈沖星導(dǎo)航均可用于相對(duì)導(dǎo)航。7.A,B,C,D；GNSS接收機(jī)功能包括信號(hào)捕獲、載波相位測(cè)量、星歷解算和偽距測(cè)量。8.A,B,C,D；軌道機(jī)動(dòng)需考慮非保守力補(bǔ)償、時(shí)間同步精度、軌道根數(shù)更新和信號(hào)延遲修正。9.A,B,D,E；短期運(yùn)行時(shí)誤差較小因比力計(jì)標(biāo)度因子誤差小、零偏穩(wěn)定、無(wú)外部干擾、隨機(jī)游走噪聲低。10.A,B,C,E；自主定軌依賴初始軌道精度、受限于計(jì)算資源、需頻繁GNSS輔助、對(duì)星敏感器依賴度高。四、案例分析1.解析：（1）電離層延遲影響：電離層延遲ΔR≈2.5×10?×f?1.5×√(h)m，其中f為頻率（1.5GHz），h為高度（500km）。ΔR≈2.5×10?×(1.5)?1.?×√500≈25m。（2）INS誤差累積：短期誤差估計(jì)：ΔP≈ω×t2/2≈(10cm/h)×(1h)2/2≈5m。主要來(lái)源：比力計(jì)零偏和陀螺儀漂移。（3）組合導(dǎo)航方案：-短時(shí)GNSS輔助INS，消除短期誤差；-長(zhǎng)時(shí)GNSS修正INS誤差累積；-結(jié)合星敏感器修正姿態(tài)誤差。2.解析：（1）相對(duì)速度計(jì)算：Δv≈c×ΔR/t，其中c為光速（3×10?m/s），ΔR為激光測(cè)距差（1cm），t為測(cè)量周期（1s）。Δv≈3×10?×0.01/1≈3km/s。（2）脈沖星導(dǎo)航：可自主定軌，需解決：-脈沖星周期測(cè)量精度；-星上計(jì)算資源限制；-長(zhǎng)期誤差累積補(bǔ)償。（3）組合導(dǎo)航方案：-星間激光測(cè)距提供相對(duì)速度；-脈沖星導(dǎo)航補(bǔ)充時(shí)間同步；-GNSS輔助長(zhǎng)期修正。3.解析：（1）SBAS修正后精度：總誤差≈√(ΔR2+Δρ2+Δtc2)≈√(52+22+102)≈11m。多路徑效應(yīng)影響：ΔP≈0.3×11≈3.3m。最終精度≈11+3.3≈1