一种基于相对导航的高精度安全着陆制导方法

摘要

一种基于相对导航的高精度安全着陆制导方法，步骤如下：在发射前由星上或地面预先选定一个着陆点并设定制导参数；在实际飞行过程中，首先按照星上规划或地面装订的目标点和制导参数，以四次多项式制导方式控制着陆器减速下降；然后在达到地面预先选定的高度后，启动光学成像敏感器，根据实际地形重新选择着陆点，并确定着陆点位置；之后，根据新的着陆点位置，着陆器自主完成制导目标参数的规划；接下来根据新的制导参数，以四次多项式制导律控制着陆器到达目标着陆点上空。

主权项

一种基于相对导航的高精度安全着陆制导方法，其特征在于实现步骤如下：（1）高精度相对导航以惯性导航为基础，即利用IMU测量着陆器的角速度和比力，积分获得着陆器在惯性系下的位置、速度和姿态；然后利用着陆器上安装的测速、测距敏感器对惯导计算的位置和速度进行修正，导航获得的着陆器位置、速度和姿态信息将用于着陆器的制导计算；所述位置可以解算出高度信息；（2）判定光学成像条件，即光学成像敏感器成像高度地面根据光学敏感器的视场、安装结合制导律的特点确定光学敏感器成像高度的限制条件，当导航给出的着陆器高度信息满足预先设定的条件后，光学导航相机成像，获得安全着陆点方向；（3）相对着陆点位置的确定根据光学图像数据选取的着陆点方向和导航给出的着陆器高度信息计算安全着陆点的位置，并替换地面预先设定的值；（4）制导目标参数的规划根据步骤（3）新选择的着陆点位置及着陆器自身的位置，重新规划确定制导律的参数；（5）着陆点惯性位置的更新由步骤（3）光学相机确定的着陆点位置在惯性系中是变化的，需要根据天体自转角速度更新着陆点的惯性位置；（6）着陆制导坐标系的建立根据着陆点的惯性位置建立制导坐标系；（7）制导坐标系下的着陆器状态计算将着陆器的惯性位置和速度转换为制导坐标系下的位置和速度；（8）四次多项式制导根据着陆器制导坐标系下的位置和速度，利用四次多项式制导方程计算推力加速度指令，以提供给着陆器姿态控制系统和推进系统。