基于标准弹道的月球探测器再入制导方法

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1、2017年第1期导弹与航天运载技术No.12017总第351期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.351文章编号：1004-7182(2017)01-0058-07DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20170115基于标准弹道的月球探测器再入制导方法杨晓雷，马兴华，顾辉，余能保，王洁园（中国人民解放军91206部队，青岛，266108）摘要：月球探测器返回具有再入速度大，动力学耦合剧烈以及误差作用明显的特点。利用标准弹道法研究了低升阻比月球探测器的再入制

2、导问题。得到2000km和3000km航程的标准弹道；讨论了基于时间变量进行增益反馈的制导方法，给出2000km航程下的最大单项误差仿真结果，并针对两种航程进行了Monte-Carlo抽样。考虑到时间积分模式不能全面的采集关键点信息，引入能量作为标准弹道的离散量；针对有初始速度偏差时标准弹道与实际弹道初始能量不一致的情况，提出能量比例尺的概念，很好地解决了能量匹配的问题。Monte-Carlo仿真表明：基于能量的标准弹道法精度明显提高，2000km航程下纵程偏差在10km以内，3000km航程基本控制

3、在30km以内。关键词：月球探测；再入；标准弹道法；Monte-Carlo中图分类号：V448.235文献标识码：ANominal-TrajectoryGuidanceforLunarReturnVehiclesYangXiao-lei,MaXing-hua,GuHui,YuNeng-bao,WangJie-yuan(Unit91206ofP.L.A.,Qingdao,266108)Abstract:Inordertoadvancenominal-trajectoryguidancetechnolog

4、yoflowlift-to-dragratiolunarreturnvehicles,twomodeshavebeenexploredwiththeobjectiveofincreasingthelandingaccuracyandalgorithmrobustness.Thereferencetrajectoryof2000kmand3000kmrangeareobtainedfirstly,andtheguidanceapproachdividedbytheflighttime(Mode1)isp

5、resented.Theresultsofindividualultimateerrorareshown,andtheMonte-Carlosimulationisalsoappliedtothetworangecondition.Consideringtheshortcomingofcollectingtheinformationof“KeyNode”,anotherguidancemodebasedonenergyaxis(Mode2)isdelivered,andanewconceptterme

6、d“EnergyScaleFactor”isdevisedforthepurposeofdealingwiththeenergymatchingproblemwhentheinitialvelocityerrorisintroduced.TheMonte-Carlosimulationresultshaveillustratedaconclusionthattheenergyparametercouldimprovetheprecisionobviously,andthemajoritypositio

7、ndispersionattheendoftheguidancephase(parachutedeployment)isreducedbelow10kmfor2000kmrangeand30kmfor3000kmrange.ThisworkandresultcouldbeavailableandfeasibleforthelunarsamplereturnprojectandmannedlunarmissionsKeywords:Lunarexploration;Reentry;Nominal-tra

8、jectoryguidance;Monte-Carlo0引言小和方向。目前，解决针对该类探测器的再入制导方与近地飞船再入不同，月球探测器的再入速度达法主要包括：a）在标准弹道附近进行线性化得到的标[2]11km/s，其面临的防热、过载以及结构等问题更加突准弹道制导法；b）基于落点预报的制导方法，根出，同时再入动力学耦合、大气和气动参数偏差等影据预报算法的不同又可以分为数值预报和解析预报[3，4]响更加显著。因此需要针对性地研究月球探测器的再等。两类方法各