【精彩视点】嫦娥三号登月计划中自动化技术大盘点

2013-12-16 09:14

　　GNC系统：为落月找路

　　据了解，“落”月指的是着陆探测器自距离月面15千米高度的近月点开始，至降落到月面为止的全过程，这段过程需要制导、导航与控制(GNC分系统)三方面的完美结合，是区别于探月一期和以往卫星任务的根本。

　　由于月球周围几乎没有大气，因此在落月过程中不能依靠降落伞，只能依靠发动机反推，以达到制动减速的目的。专家指出，由于地月距离远，测控延迟大，地面难以直接干预落月过程，只能依靠着陆器自主执行，这还是有相当难度的。

　　落月过程需要GNC创造性地依次解决三大难题：认路—选路—辨路。具体说来，“认路”就是给着陆器自身定位，即依靠着陆器自身携带的设备来确定其相对于月面的位置姿态；“选路”就是要事先规划好路径免走冤枉路，也就是说设计一条着陆轨迹，在满足姿态、光照等约束条件下尽量减少燃料的消耗；“辨路”就是要分辨并躲避路上的坑洼之处，与国外落月过程相比，即在没有宇航员的情况下自主分辨月面障碍并主动避开障碍，保证着陆器安全降落。

　　关于“认路”，着陆器面临的是一个几乎未知的目标—月球。因此，着陆器需要有“自问自答”的能力，要求着陆器对被测的月面目标有“去粗取精”功能。为此，五院着陆器GNC团队全新研制了激光测距敏感器和微波测距测速敏感器两种不同谱段的相对导航敏感器，以适应不同飞行高度和飞行速度下对相对位置和速度测量精度的要求。多种测量信息融合导航算法也为落月过程的精确相对导航提供了保证。