项目名称：行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究首席科学家：崔平远北京理工大学起止年限：2012.1-2016.8依托部门：中华人民共和国工业和信息化部一、关键科学问题及研究内容科学问题一：行星表面复杂地形多尺度时空表征与特征识别问题行星表面地形极为复杂，布满了大量岩石、陨石坑、山脊、斜坡及不连续地貌为了实现在行星表面安全精确地着陆，需要利用行星表面特殊地形提供导航信息同时也需要对着陆区相关障碍地形进行识别，这就要求对行星表面地形环境表征和认知。由于行星距离地球遥远，同时已实施的探测任务有限，导致了目前大多数行星缺乏高质量的地形环境表征。行星表面地形复杂呈现多样性，且形态各异难于用描述符表征，不同高度、视角及运动状态所获取同一地形的观测数据也表现出迥异的特性，这使得对地形的表征与认知成为行星精确定点着陆的难点问题因此，为实现高精度的着陆探测任务，急需揭示不同类型敏感器的动态误差分布特性、测量质量和精度退化机理，掌握多尺度时空影像数据与高程数据融合地形表征方法，建立行星表面地形环境的表征与认知基础理论，提出高可靠性的行星表面特征检测和识别方法。为此设定如下研究内容：1）行星表面复杂地形的多尺度时空关联表征2）行星表面不变特征鲁棒提取与跨尺度匹配3）多样异构行星表面障碍检测与安全着陆点评估科学问题二：欠观测条件下自主导航系统信息获取与状态快速估计问题深空目标距离地球遥远，信息传输出现大时滞，难以进行着陆过程的实时测控，需要借助自主导航与制导控制技术实现行星表面精确着陆。目前行星着陆采用惯性测量单元，观测信息有限，导航精度低，不满足精确着陆的要求。同时，行星着陆过程中动力学环境具有不确知、强非线性和时变性，导致实时高精度导航极为困难。因此，为实现精确确定着陆器空间状态，迫切需要建立行星着陆非线性导航系统可观测度分析理论，提出大气进入状态鲁棒估计导航观测方案，揭示大气模型、敏感器模型不确定性对导航性能的影响机理，提出利用行星表面自然路标与机会特征的高精度实时导航方法，建立多源扰动下着陆器状态自适应鲁棒估计理论与方法。为此设定如下研究内容：1）大气进入状态鲁棒估计导航观测方案与误差补偿机理2）利用行星表面自然路标与机会特征的高精度实时导航3）多源扰动下着陆器状态非线性估计理论与方法科学问题三：多约束非线性系统精确鲁棒制导与控制问题高精度制导与控制是着陆任务成功实施的前提和保障，但是由于大气模...
