基于降落伞落点离线分析的火星着陆器降落伞规避方法技术

基于降落伞落点离线分析的火星着陆器降落伞规避方法，涉及制导控制技术领域，针对现有技术中着陆器与降落伞背罩组合体分离后会发生降落伞背罩组合体落地时覆盖着陆器的问题的问题，本申请通过蒙特卡洛仿真方法离线确定降落伞背罩组合体的落点散布，且在仿真分析过程中利用气动参数拉偏保证了降落伞最短和最长留空时间与不同风向组合包含在仿真中，使降落伞散布椭圆覆盖了各种极端工况，结果更加保守可靠。在着陆过程中，基于多项式制导预测着陆器落点，仅对落在降落伞落点散布区域内的情形施加机动规避，且机动目标是使着陆器移动最短距离到达降落伞散布区域之外。最短距离到达降落伞散布区域之外。最短距离到达降落伞散布区域之外。

【技术实现步骤摘要】
基于降落伞落点离线分析的火星着陆器降落伞规避方法


[0001]本专利技术涉及制导控制
，具体为基于降落伞落点离线分析的火星着陆器降落伞规避方法。

技术介绍

[0002]火星着陆器在离开绕飞轨道开始着陆过程后，一般需要利用火星大气进行气动减速，经历大气进入、下降及着陆(EDL)等阶段实现火星表面软着陆。在大气进入阶段，着陆器初始速度约为25倍音速，利用火星大气气动力减速至约2倍音速。接着着陆器弹出降落伞，进一步利用火星大气阻力将着陆器速度减小至数十米每秒。着陆阶段，着陆器距离火星表面高度约几公里，着陆器将抛弃与降落伞相连的防热背罩，利用发动机推力进行最终的速度调整并飞行至预选着陆点。
[0003]着陆器与降落伞背罩组合体分离后，降落伞背罩组合体在惯性和气动力的作用下继续飞行。且由于背罩质量较小，降落伞背罩组合体留空时间较长，易受到火星大气流动影响，其落点很难预测。可能发生降落伞背罩组合体落地时覆盖着陆器的问题。因此需要研究降落伞规避方法，在降落伞背罩组合体分离后，主动控制着陆器实施飞行轨道机动，远离降落伞落点。<br/>[0004]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于降落伞落点离线分析的火星着陆器降落伞规避方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：针对降落伞背罩组合体动力学模型和降落伞背罩组合体运动学模型进行蒙特卡洛仿真，得到降落伞落点p
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；步骤二：构建分离瞬时参考坐标系，并将降落伞落点变换至分离瞬时参考坐标系中，得到变换后的分离瞬时参考坐标系中降落伞落点；步骤三：根据变换后的分离瞬时参考坐标系中降落伞落点得到降落伞落点的均值和降落伞落点的协方差矩阵，并根据降落伞落点的均值和协方差矩阵得到分离瞬时参考坐标系下降落伞落点散布状态中地平面上的落点散布椭圆中心椭圆长半轴a和椭圆短半轴b以及椭圆长半轴a与分离瞬时参考坐标系X轴夹角θ
a
，并根据落点散布椭圆中心椭圆长半轴a和椭圆短半轴b以及长半轴与分离瞬时参考坐标系X轴夹角θ
a
得到地平面上降落伞落点散布椭圆；步骤四：利用降落伞背罩组合体分离时刻着陆器的速度v
s
和位置r
s
预测着陆器落点L，并将着陆器落点L变换至分离瞬时参考坐标系中；步骤五：判断预测着陆器落点L和地平面上降落伞落点散布椭圆的位置关系，若着陆器落点L在降落伞落点散布椭圆之外，则不施加规避机动，若着陆器落点L在降落伞落点散布椭圆之内，则在最近距离矢量Δ方向上施加规避机动，使着陆器规避机动距离为最近距离矢量Δ的长度||Δ||，其中，最近距离矢量Δ根据着陆器落点L、降落伞落点散布椭圆得到降落伞落点散布椭圆上距离着陆器落点L最近的点，然后根据降落伞落点散布椭圆上距离着陆器落点L最近的点在分离瞬时参考坐标系下的坐标以及着陆器落点L在分离瞬时参考坐标系下的坐标得到最近距离矢量Δ，进而得到最近距离矢量Δ方向以及最近距离矢量Δ的长度||Δ||。2.根据权利要求1所述的基于降落...

【专利技术属性】
技术研发人员：董捷，饶炜，王闯，崔祜涛，田阳，陈正，缪远明，谭志云，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：