火星EDL导航、制导与控制方案综述与启示

进入、下降与着陆(EDL)导航、制导与控制(GNC)对于成功着陆火星起着决定性作用。首先详细地介绍了火星EDL的技术需求与GNC面临的挑战;然后系统地总结了国外历次成功火星任务的EDL导航、制导与控制方案;接着有针对性地梳理了我国现有航天工程任务中可加以利用的技术基础;最后,在对比分析已有技术的基础上,对我国未来的火星探测工程EDL导航、制导与控制技术研发给出了初步的建议。

火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究

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。

地月转移器制导、导航和控制系统的初步方案设想

地月转移器作为载人登月飞行器的重要舱段,执行奔月加速、中途轨道修正和近月制动减速任务。针对地月转移器的任务要求,分析飞行任务对制导、导航和控制(GNC)系统的需求,总结GNC系统的特点,分解GNC系统的任务与功能,提出地月转移器GNC系统的组成和初步方案设想,提出系统中的关键技术,重点对地月转移器弹性振动及液体晃动的抑制策略进行探讨,对交会逼近段和地月转移加速段的控制进行仿真,为地月转移器的GNC方案论证提供部分参考依据。