基于轨道器的火星着陆器定位及精度分析

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1、航天返回与遥感第37卷第6期28SR～CECRAFTRECOVERy&REMOTESENSING2016年12月基于轨道器的火星着陆器定位及精度分析徐晴1，2牛俊坡1，2施伟璜1，2谢攀1，2(1上海卫星工程研究所，上海201109)(2上海市深空探测技术重点实验室，上海201109)摘要文章结合中国首次自主火星探测任务，提出以轨道器为中继站的火星着陆器测量定位方法，采用双程多普勒测速方式，快速获得着陆点位置坐标，旨在分析轨道器与着陆器间不同测量方式、不同误差源影响下着陆器的定位精度以及位置误差分布情况。该手段充分

2、利用轨道器和着陆器特高频器间通信链路，达到提高着陆器落点精度的目的。分析结果表明：轨道器轨道参数误差是影响着陆器最终定位精度的关键误差源；轨道器的轨道类型不同，着陆器的定位精度也会受到影响，基于非回归轨道的轨道器环绕测量，着陆器的定位精度更高；单个轨道器单轨测量，着陆器定位精度在102km量级；若采用2轨环绕测量，着陆器定位精度可以提高到10km以内，若圈数继续增加，定位精度能提高到5km以内。着陆器最终位置误差呈椭圆分布。基于轨道器的环绕测量方式简单有效，具有一定的实践指导意义。关键词中继通信多普勒测速误差椭圆火

3、星探测中图分类号：V448文献标志码：A文章编号：1009．8518(2016)06．0028．11DOI：10．3969／j．issn．1009—8518．2016．06．004PositioningandPrecisionAnalysisforMarsLanderBasedonOrbiterMeasurementXUQin91，2NIUJunp01SHIWeihuan91，2XIEPanl，2(1ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai20109，Chin

4、a)(2ShanghaiKeyLaboratoryofDeepSpaceExplorationTechnology,Shanghai201109，China)AbstractUnderthebackgroundofChina’SfirstindependentMarsexplorationprogram，anoveltwo—waydopplerrangeratemeasurementbasedonrelayorbiterisproposedforacquiringlandingsitepositionquickly

5、．Thispaperconsidersdifferentmeasurementmethodsandanalyzespositioningprecision，errordistributionundercomprehensiveinfluenceofdifferenterrorsources．Thismethodtakesadvantageoftheultrahighfrequencycommunicationlinkbetweenorbiterandlandertoincreasefinalpositioningp

6、recisionofMarslander．Theresultsindicatesthatorbitparameterserrorsarecriticalfor1anderfinalpositioningprecisionandnon-recursiveorbitoforbiterismoreconduciveforincreasingpositioningprecision．Ifasingleorbiteradoptssingletrackstatistics，positioningprecisioniswithi

7、nhundredkilometersorder．Positioningerrorscoulddecreaseto10kmundertwo-trackmeasurementsandiftracksincrease。positioningprecisioncouldbewithin5km．Positioningerrorsalmostpresentellipticaldistribution．Thepositioninganalysisbasedonorbitermeasurementissimpleandeffect

8、ive，whichisbeneficialandmeaningfulforpractice．Keywordsrelaycommunication；dopplerrangeratemeasurement；errorellipse；MarsExploration收稿日期：2016．05—30基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2014CB744