嫦娥三号动力落月段轨迹确定策略_昌胜骐

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1、第３３卷第３期飞行器测控学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．３２０１４年５月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＴＴ＆ＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｙ２０１４引用格式：昌胜骐，黄勇，宋叶志，等．嫦娥三号动力落月段轨迹确定策略［Ｊ］．飞行器测控学报，２０１４，３３（３）：２３６－２４３．ＣｈａｎｇＳｈｅｎｇｑｉ，ＨｕａｎｇＹｏｎｇ，ＳｏｎｇＹｅｚｈｉ，ｅｔａｌ．ＯｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｓｏｆｔｌａｎｄｉｎｇｏｆＣＥ－３ｏｎｔｈｅｍｏｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ－ｎａｌｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＴＴ＆ＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１

2、４，３３（３）：２３６－２４３．＊嫦娥三号动力落月段轨迹确定策略昌胜骐１，２，黄勇１，宋叶志１，李培佳１，胡小工１（１．中国科学院上海天文台·上海·２０００３０；２．中国科学院大学研究生院·北京·１０００４９）摘要：针对ＣＥ－３（嫦娥三号）月球探测器动力下降弧段，特别是悬停避障段频繁机动的特点，提出了采用Ｂ样条函数逼近方法进行落月轨迹确定。仿真分析表明：在动力下降运动较平滑弧段，Ｂ样条逼近法计算结果略优于多项式拟合法；而在频繁机动弧段，Ｂ样条逼近法有明显优势。计算结果表明，加入ＶＬＢＩ（ＶｅｒｙＬｏｎｇＢａｓｅｌｉｎｅＩｎｔｅｒ－ｆｅｒｏｍｅｔｒｙ

3、，甚长基线干涉测量）数据后能有效提高落月轨迹确定精度，在没有系统误差的情况下联合定位后位置精度优于５０ｍ。此外，还分析了三向测量系统差对定位的影响，可对ＣＥ－３任务提供参考。最后对ＣＥ－３实测数据进行处理，动力落月段末点位置和着陆器定位计算值相差不到２００ｍ。关键词：落月轨迹；Ｂ样条函数；三向测量；软着陆；嫦娥三号（ＣＥ－３）中图分类号：Ｖ４１２．４１文献标志码：Ａ文章编号：１６７４－５６２０（２０１４）０３－０２３６－０８ＤＯＩ：１０．７６４２／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－５６２０．２０１４－０３－０２３６－０８ＯｎＴｒａｊｅｃｔｏｒｙＤｅｔｅｒｍｉ

4、ｎａｔｉｏｎＳｔｒａｔｅｇｙｆｏｒＳｏｆｔＬａｎｄｉｎｇｏｆＣＥ－３ｏｎｔｈｅＭｏｏｎ１，２，ＨＵＡＮＧＹｏｎｇ１，ＳＯＮＧＹｅｚｈｉ１，ＬＩＰｅｉｊｉａ１，ＨＵＸｉａｏｇｏｎｇ１ＣＨＡＮＧＳｈｅｎｇｑｉ（１．ＳｈａｎｇｈａｉＡｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌＯｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０；２．ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＢｓｐｌｉｎｅａｐｐｒ

5、ｏｘｉｍａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｎｄｉｎｇｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆＣＥ－３（Ｃｈａｎｇ’ｅ－３）ｐｒｏｂｅｏｎｔｈｅｍｏｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｏｆｆｒｅｑｕｅｎｔｍａｎｅｕｖｅｒｓｏｆｔｈｅｐｒｏｂｅｉｎｔｈｅｂｏｏｓｔｅｄｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇａｒｃａｎｄ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ，ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｈｏｖｅｒｉｎｇａｎｄｏｂｓｔａｃｌｅ－ａｖｏｉｄａｎｃｅｐｅｒｉｏｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｇｉｖｅｓａｈｉｇｈｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｅｓｕｌｔｃ

6、ｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｆｉｔｔｉｎｇｉｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｍｏｏｔｈａｒｃｉｎｔｈｅｂｏｏｓｔｅｄｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇｐｅｒｉｏｄａｎｄｉｔｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｂｅｔｔｅｒｉｎｔｈｅａｒｃｗｉｔｈｆｒｅｑｕｅｎｔｍａｎｅｕｖｅｒｓ．ＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅａｄｄｉｎｇｏｆＶＬＢＩ（ＶｅｒｙＬｏｎｇＢａｓｅｌｉｎｅＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）ｄａｔａｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｉｎｄｅ－

7、ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｏｎ－ｌａｎｄｉｎｇｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ．Ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ５０ｍａｆｔｅｒｊｏｉｎｔｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｄｅｔｅｒｍｉ－ｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｏｕｔｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｅｒｒｏｒ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｅｒｒｏｒｏｆｔｈｒｅｅ－ｗａｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｄｅｔｅｒｍｉ－ｎａｔｉｏｎｉｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｔｅｓｔｅｄｗｉｔｈｄａｔａｆｒｏｍｔｈｅＣＥ－３ｍｉｓｓｉｏｎ．Ｃｏｍ

8、ｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｄｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｎｄｅｒ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙａｔ