月球软着陆的自主导航与制导方法研究

本文研究了精确软着陆月球的自主导航与制导。首先，给出了月球软着陆的过程。其次，给出了一种月球软着陆的GNC系统方案。然后，提出了精确软着陆月球的自主导航与制导方法，导航采用基于IMU配以距离、速度测量修正的自主导航方法，制导采用变推力显式制导方法。最后，通过数学仿真验证了提出的月球软着陆自主导航与制导方法的可行性。

月球软着陆的二次型最优制导方法

为实现在月球表面指定区域的精确软着陆,研究了月球软着陆的线性二次型最优制导方法。利用简化的轨道动力学模型,给出了一种基于状态和能耗最优的软着陆二次型制导方法。由于制导律要求同时提供3个方向的时变推力,所以需要通过变推力发动机和姿态机动来实现。该制导方法虽能满足精确软着陆的需要,但对姿态变化的要求超出了着陆器姿态机动能力。因此,本文修正了二次型最优制导方法,取消了对轨道参数的过程约束,仅对其终端进行约束,通过求解着陆指定目标点的能耗最优两点边值问题,得到了发动机推力大小和方向的显式表达式。研究结果表明,利用一定的姿态机动能力,修正的制导方法能够满足精确软着陆的需要。