[发明专利]一种用于月球软着陆器的地形估计方法

权利要求书

1.一种用于月球软着陆器的地形估计方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、采用两个测距敏感器测量月球着陆器与月面的斜距；所述两个测距敏感器，记为第一测距敏感器和第二测距敏感器，所述第一测距敏感器和第二测距敏感器在月球软着陆器本体坐标系中安装指向相同；所述斜距是指着陆器到测距波束与月面交点的距离；

(2)、分别根据第一测距敏感器和第二测距敏感器测量得到的斜距，计算第一相对月面高度误差Δq_L和第二相对月面高度误差Δq_R；

(3)、分别根据第一测距敏感器和第二测距敏感器安装指向，以及着陆器当前位置和姿态，计算得到第一测距波束月面足迹航程S_mL和第二测距波束月面足迹航程S_mR；所述足迹是指测距波速与月面的交点；

(4)、如果第一相对月面高度误差Δq_L、第二相对月面高度误差Δq_R、第一测距波束月面足迹航程S_mL和第二测距波束月面足迹航程S_mR满足下述条件：

其中，S_m1和S_m2分别为月球着陆器的最小安全航程和最大安全航程；Δq为激光微波测距数据比较阈值；

则采用下面的公式计算月心距误差，并进入步骤(5)；

式中，Δh_g(k-1)为上次计算得到的月心距误差，Δh_g(k)为本次计算得到的月心距误差，k为计算月心距误差次数，Δh_g(0)为月心距误差的初值，取值为零；

否则，变更计算月心距误差次数，回到步骤(1)，重新计算月心距误差；

(5)、当着陆器将转出主减速段时，根据月心距误差修正着陆场月心距和月球着陆器高度。

2.根据权利要求1所述的一种用于月球软着陆器的地形估计方法，其特征在于所述步骤(2)根据第一测距敏感器和第二测距敏感器测量得到的斜距，计算第一相对月面高度误差Δq_L和第二相对月面高度误差Δq_R的计算公式为：

q＝||r||-r_M

Δq_L＝q_1L-q

Δq_R＝q_1R-q

式中，r为着陆器在惯性坐标系中位置矢量；|| ||为求模函数；r_M为着陆场月心距；C_IB为着陆器本体坐标系到惯性坐标系的转换阵；u_L为第一测距敏感器在本体坐标系中安装指向；u_R为第二测距敏感器在本体坐标系中安装指向。

3.根据权利要求1所述的一种用于月球软着陆器的地形估计方法，其特征在于：所述步骤(4)计算测距波束月面足迹航程的具体计算公式如下：

a＝r-(ri)^Ti

式中，r₀为着陆器在动力下降点在惯性系中位置矢量；v₀为着陆器在动力下降点在惯性系中速度矢量；为d_L第一测距敏感器测量得到的斜距；d_R为第二测距敏感器测量得到的斜距。

4.根据权利要求1所述的一种用于月球软着陆器的地形估计方法，其特征在于所述步骤(4)计算月心距误差之后还对月心距误差作限幅处理，使得求得的月心距误差不超过预设的最大取值。

5.根据权利要求1所述的一种用于月球软着陆器的地形估计方法，其特征在于所述步骤(5)中当月球着陆器将转出主减速段时，同时对月心距误差有效计算次数进行判断，当月心距误差有效计算次数大于预设次数时，对着陆场月心距r_M和高度进行修正，否则，回到步骤(1)，重新计算月心距误差。