火星精確著陸自主導航策略與魯棒估計方法研究

《火星精確著陸自主導航策略與魯棒估計方法研究》是依託北京理工大學，由崔平遠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：火星精確著陸自主導航策略與魯棒估計方法研究
• 依託單位：北京理工大學
• 項目負責人：崔平遠
• 項目類別：面上項目

項目摘要

以我國未來火星著陸探測重大工程任務對著陸器自主導航與制導的技術需求為背景，研究火星著陸器自主導航系統最佳化設計與狀態魯棒估計的基礎理論方法，解決火星著陸器高精度自主導航系統所面臨的實現難題，並進行原理性驗證。通過理論分析、數學仿真和地面實驗的相互引證和補充，形成一個支持我國火星著陸探測重大工程任務急需的自主導航理論方法體系框架，為未來我國火星著陸器自主導航與制導系統的研製和飛行驗證奠定理論和方法基礎。通過對火星著陸器高精度自主導航理論方法、基於有限觀測信息的導航策略最佳化及可觀測性分析等的深入研究，提出有限觀測信息條件下狀態與參數完備估計的導航系統最佳化設計方法、非線性自主導航系統可觀測性分析方法及高精度魯棒估計方法，形成基於複雜約束的火星著陸探測自主導航系統最佳化方案。重點解決的關鍵問題包括：有限信息下的狀態參數高精度估計、複雜約束條件下導航方案最佳化設計等。

結題摘要

本項目以我國未來火星著陸探測重大工程任務對著陸器自主導航與制導的技術需求為背景，研究火星著陸器自主導航與制導的基礎理論問題，解決火星著陸器自主導航與制導所面臨的理論與實現難題。通過對火星著陸探測器自主導航與制導基礎理論與方法的深入研究，建立了火星著陸探測器非線性導航系統可觀測性分析理論和自主導航實現方案；提出了在觀測信息有限條件下的導航策略和最佳化設計方法、火星精確著陸的高精度自主導航方法；分析了各種擾動對導航精度的影響機理，提出了探測器狀態聯合抗擾魯棒估計與制導理論方法，研製了火星精確著陸自主導航仿真系統，並進行了原理性驗證。通過理論分析、數學仿真和地面實驗的相互引證和補充，形成了一個支持我國火星著陸探測重大工程任務急需的自主導航與制導理論體系框架，為未來我國火星著陸器自主導航與制導系統的研製和飛行驗證奠定了理論和方法基礎。 項目成果已套用於我國2030年前我國深空探測發展規劃論證、火星探測任務方案論證與設計、火星探測器自主導航與控制方案論證與設計等，起到了重要的技術支撐作用，相關理論方法研究達到國際領先水平。項目研究成果在國內外著名期刊及會議上發表論文近40篇，其中SCI/EI論文30餘篇，申請發明專利22件（獲授權11件），出版專著1部，獲國防科技進步一等獎1項。 項目按計畫完成了預期研究內容，達到了預期研究目標，獲得了預期研究成果，可對我國未來的火星探測等深空探測任務提供理論方法支撐。