[发明专利]一种火星EDL过程高容错事件触发方法

说明书

一种火星EDL过程高容错事件触发方法，属于深空探测技术领域。本发明包括如下步骤：确定火星EDL过程的关键事件；确定各关键事件的主触发条件和备份触发条件；火星EDL过程的任一关键事件中，若满足对应的主触发条件或备份触发条件，则该关键事件触发。

技术领域

本发明涉及一种火星EDL过程高容错事件触发方法，属于深空探测技术领域。

背景技术

深空探测是当今和未来航天领域的前沿之一，也是21世纪人类对宇宙探索的热点和焦点。而火星作为距离地球最近的行星之一，收到了各国科学家们的广泛关注。由于火星具有许多和地球类似的特点，研究火星的磁场、大气、气候以及地质、地貌等，对于研究火星的形成和演化，探索生命的起源等具有重大的科学意义。

火星探测任务成功的关键是顺利实施进入、下降和着陆(EDL)过程，实现火星表面的软着陆。该过程关键事件一般包括展开降落伞、抛大底、抛背罩等，我国天问一号探测任务为调整开伞时刻的攻角为零还设计了展开配平翼的动作。国外已成功实施的火星探测任务中，开伞的触发条件都只是单重设计，比如只采用动压(如火星探路者)或者马赫数(如好奇号)作为触发条件。实际上，EDL过程中这些动作环环相扣、不可逆，且各动作约束严苛，比如展开配平翼的动压约束；开伞时的高度、马赫数及动压约束，抛大底的马赫数约束等。GNC分系统需要在复杂不确知环境下实现完全自主地决策和控制，事件触发条件的设计可靠性、容错性是关键。若单纯依靠惯导马赫数或动压作为触发条件，受初始轨道和初始姿态精度影响较大，也受惯性敏感器误差影响较大，如果出现惯性导航速度误差较大时，事件被触发时很可能各约束条件不能被满足，将严重影响着陆的安全。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种火星EDL过程高容错事件触发方法，利用轴向视速度增量累加值作为备份触发手段，可减小初始导航误差的影响，增强事件触发的可靠性，提高了着陆任务的成功率。

本发明的技术解决方案是：一种火星EDL过程高容错事件触发方法，包括如下步骤：

确定火星EDL过程的关键事件；

确定各关键事件的主触发条件和备份触发条件；

火星EDL过程的任一关键事件中，若满足对应的主触发条件或备份触发条件，则该关键事件触发。

进一步地，所述关键事件，按顺序包括：展开配平翼，展开降落伞，抛大底。

进一步地，所述确定各关键事件的主触发条件包括如下步骤：

确定关键事件触发容错的所有约束条件；

根据探测器的飞行能力，从所有约束条件中确定主触发条件；

针对主触发条件进行仿真试验，确定主触发条件的具体数值范围。

进一步地，关键事件为展开降落伞时，所述所有约束条件包括马赫数和动压。

进一步地，所述探测器的飞行能力为探测器飞行轨迹在开伞点附近马赫数与动压的关系。

进一步地，所述从所有约束条件中确定主触发条件，具体为从所有约束条件中选取最先发生超差情况的约束条件作为主触发条件。

进一步地，所述针对主触发条件进行仿真试验，具体为：设置进入舱的气动模型、大气密度和温度偏差模型，进行打靶仿真，根据打靶结果选择动压散布最小所对应的马赫数作为主触发条件的具体数值范围。

进一步地，关键事件为展开降落伞时，所述备份触发条件为轴向视速度增量累加值。

进一步地，确定关键事件的备份触发条件包括如下步骤：

设置打靶仿真，并统计关键事件主触发条件被触发时的轴向视速度增量累加值；