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火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究

黄翔宇 徐超 胡荣海 李茂登 郭敏文 胡锦昌

黄翔宇, 徐超, 胡荣海, 李茂登, 郭敏文, 胡锦昌. 火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2019, 6(4): 348-357. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
引用本文: 黄翔宇, 徐超, 胡荣海, 李茂登, 郭敏文, 胡锦昌. 火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2019, 6(4): 348-357. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
HUANG Xiangyu, XU Chao, HU Ronghai, LI Maodeng, GUO Minwen, HU Jinchang. Research of Autonomous Navigation and Control Scheme Based on Multi-Information Fusion for Mars Pinpoint Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(4): 348-357. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
Citation: HUANG Xiangyu, XU Chao, HU Ronghai, LI Maodeng, GUO Minwen, HU Jinchang. Research of Autonomous Navigation and Control Scheme Based on Multi-Information Fusion for Mars Pinpoint Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(4): 348-357. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006

火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(61673057,61803028);民用航天预先研究资助项目

Research of Autonomous Navigation and Control Scheme Based on Multi-Information Fusion for Mars Pinpoint Landing

  • 摘要: 针对火星定点采样、载人登陆和基地构建等任务的需求,提出了一种火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制(Guidance Navigation and Control,GNC)方案。针对大气进入前的高精度导航需求,提出了基于X射线脉冲星和火星表面陆标图像的融合自主导航方法;针对火星着陆探测进入、下降和着陆(Entry,Descent and Landing,EDL)过程的高精度绝对和相对导航需求,提出了基于陆标图像、IMU(Inertial Measurement Unit)和测距测速信息的多信息融合自主导航方法;针对精确定点着陆要求,设计了大气进入和动力下降过程的制导与控制算法。数学仿真结果表明,提出的方案能够实现高精度的定点着陆(精度100 m)和相对避障(精度为0.5 m),可满足任务需求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-31
  • 修回日期:  2019-04-21
  • 刊出日期:  2019-08-01

火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(61673057,61803028);民用航天预先研究资助项目

摘要: 针对火星定点采样、载人登陆和基地构建等任务的需求,提出了一种火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制(Guidance Navigation and Control,GNC)方案。针对大气进入前的高精度导航需求,提出了基于X射线脉冲星和火星表面陆标图像的融合自主导航方法;针对火星着陆探测进入、下降和着陆(Entry,Descent and Landing,EDL)过程的高精度绝对和相对导航需求,提出了基于陆标图像、IMU(Inertial Measurement Unit)和测距测速信息的多信息融合自主导航方法;针对精确定点着陆要求,设计了大气进入和动力下降过程的制导与控制算法。数学仿真结果表明,提出的方案能够实现高精度的定点着陆(精度100 m)和相对避障(精度为0.5 m),可满足任务需求。

English Abstract

黄翔宇, 徐超, 胡荣海, 李茂登, 郭敏文, 胡锦昌. 火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2019, 6(4): 348-357. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
引用本文: 黄翔宇, 徐超, 胡荣海, 李茂登, 郭敏文, 胡锦昌. 火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2019, 6(4): 348-357. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
HUANG Xiangyu, XU Chao, HU Ronghai, LI Maodeng, GUO Minwen, HU Jinchang. Research of Autonomous Navigation and Control Scheme Based on Multi-Information Fusion for Mars Pinpoint Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(4): 348-357. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
Citation: HUANG Xiangyu, XU Chao, HU Ronghai, LI Maodeng, GUO Minwen, HU Jinchang. Research of Autonomous Navigation and Control Scheme Based on Multi-Information Fusion for Mars Pinpoint Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(4): 348-357. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.006
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