[发明专利]一种半解析的火星进入制导方法

权利要求书

1.一种半解析的火星进入制导方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：火星大气进入段的着陆器作为研究对象，设定火星大气相对火星表面静止，给出火星固连坐标系的定义以及该坐标系下着陆器的三自由度质心运动方程组；

步骤2：对火星固连坐标系下着陆器的三自由度质心运动方程组进行处理，设定航向角在进入过程始终保持不变，始终与预测时刻的航向角相等，得到用于终端纵程误差的数值预测模型，考虑离心加速度与哥氏加速度的影响，同时对预测模型进行在线的更新保证高精度的纵程误差预测；

步骤3：以预测的终端纵程误差为校正对象，对ETPC制导的原理性误差产生机理进行分析并改进，设计解析的终端纵程误差校正。

2.根据权利要求1所述一种半解析的火星进入制导方法，其特征在于：步骤1具体包括：

步骤101：火星固连坐标系：该坐标系固连于火星，是一个动坐标系，其基准平面是火星平赤道面，X轴在基准平面内指向火星本初子午线与基准面的交线方向，Z轴垂直于基准平面指向火星北极；Y轴与其他两轴构成右手直角坐标系，火星的本初子午线定义为通过南半球的一个叫Airy-0的陨石坑的子午线；

步骤102：在描述大气层内的着陆器与火星的相对运动时，设定火星大气与火星固连，并忽略风的影响，则着陆器自由度质心运动方程在火星固连坐标系下描述为：

其中，r为着陆器质心与火星质心的距离；θ和φ为着陆器的经度和纬度，用于描述着陆器在火星固连球坐标系下的位置；V为着陆器相对于火星的速度大小；γ为着陆器相对于火星的航迹角；ψ为着陆器相对于火星的航向角；σ为着陆器倾侧角，用于描述着陆器相对于火星的速度矢量与纵向平面的夹角，控制升力在纵向平面和水平面内的分量；Ω_m和μ_m分别为火星的转到角速度和引力常数；g_r和g_φ为重力加速度；L和D着陆器的阻力和升力加速度，由下式子给出：

式中，m为着陆器质量，C_L和C_D分别为升力和阻力加速度系数，S_ref为气动特征面积，ρ火星大气密度，采用一阶的指数函数来描述：

ρ＝ρ_sexp(-h_mola/h_s) (6)

式中，ρ_s为参考密度，h_s为大气密度标高，h_mola为MOLA高度；

C_V、C_γ与C_ψ为离心加速度和哥氏加速度，C_V、C_γ与C_ψ为：