关于嫦娥三号着陆的论文

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1、2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择

2、的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：A我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：北京联合大学参赛队员(打印并签名)：1.靳宝2.吴佳怡3.魏佳指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：张晓晞日期：2014年9月15日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委

3、会评阅前进行编号）嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略摘要嫦娥三号任务令中华民族千年登月梦想成真，也标志着中国航天技术再上一层楼，向将来开展载人探月工程又前进了一步。嫦娥三号在高速飞行的情况下，要保证准确地在月球预定区域内实现软着陆，关键问题是着陆轨道与控制策略的设计。为了解决此情况，因此正确计算着陆轨道近月点和远月点的位置以及航天器登月时关键的六阶段的速度和角度调整对嫦娥三号软着陆的轨道设计有着至关重要的意义。在处理问题一时，根据文章中对嫦娥三号从近月点到着陆点的运动状态和附件一中近月轨道示意图，可以将此运动

4、看作近圆运动，利用万有引力定律和开普勒定律可以计算出嫦娥三号在近月点和远月点的速度。从文章中得知嫦娥三号在近月点15公里处以抛物线下降，相对速度从每秒1.7公里逐渐降为零，由此可见，嫦娥三号的下降运动为类平抛运动，因此利用运动学公式可以解决这个问题。一、问题的提出与重述嫦娥三号是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，包括着陆器和月球车。它携带中国的第一艘月球车，并实现中国首次月面软着陆。嫦娥三号由着陆器和巡视探测器组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球内部的物质成分并进行分析，将一期工程的“

5、表面探测”引申至内部探测。其中着陆器定点守候，月球车在月球表面巡游90天，范围可达到5平方公里，并抓取月壤在车内进行分析，得到的数据将直接传回地球。它将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)，也是阿波罗计划结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期（落）的关键任务，起承上启下的作用。叶培建介绍，嫦娥三号探测器将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空探测通信与遥控操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术嫦娥三号在高速飞行的情况下，要保证准确性地在月球预定区域内实现软着陆。其着陆

6、轨道设计的基本要求：着陆准备轨道为近月点15Km，远月点100Km的椭圆形轨道先按椭圆轨道运行有两方面原因：1.节约燃料。嫦娥三号飞向月球的绝对速度是很大的，如果直接减速，需要很大的反推动力和燃料来使其减速，同时很危险使工作人员没有足够的时间来应对突发状况。椭圆形轨道可以起到缓冲的作用。2.确保成功，在椭圆形轨道运行，可以留出多余的时间来确定着陆点，着陆时间，减速参数，等等。根据嫦娥三号的预定着陆点为19.51W，44.12N，海拔为-2641m（见附件1）。着陆准备轨道为近月点15km，远月点100km的

7、椭圆形轨道；着陆轨道为从近月点至着陆点，其软着陆过程共分为6个阶段（见附件2），要求满足每个阶段在关键点所处的状态；尽量减少软着陆过程的燃料消耗的要求，回答下列问题：（1）确定着陆准备轨道近月点和远月点的位置，以及嫦娥三号相应速度的大小与方向。（2）确定嫦娥三号的着陆轨道和在6个阶段的最优控制策略。（3）对于你们设计的着陆轨道和控制策略做相应的误差分析和敏感性分析。16二、问题的分析和解决1.确定着陆准备轨道近月点和远月点的位置，以及嫦娥三号相应速度的大小与方向月球软着陆，是指月球着陆器经取地月转移到达月球

8、附近后，在制动系统的作用下以很小的速度近乎垂直地降落到月面上，以保证宇航员的安全和实验设备的完好。控制要求就是要求当登月探测器高度接近地面时，竖直方向上的速度和加速度也应基本为零，同时在水平方向上也不能有很大的速度和加速度。登月探测器的着陆控制包含竖直方向的运动控制，水平方向的运动控制，以及姿态控制等等着陆器进入着陆准备轨道的近月点是15KM，远月点是100KM。近月点在月心坐标系的位置和软着陆轨道形态共同决定了