(6.1.1)--6.1嫦娥3号软着陆轨道设计问题背景.pdf

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1、6 6 嫦娥嫦娥三号软着陆轨道设计与控制三号软着陆轨道设计与控制策略策略6.1 6.1 问题问题背景背景一、深空探测1深空探测深空探测就是让人造探测器跳出地球，探索地球以外的星球。就是让人造探测器跳出地球，探索地球以外的星球。2深空深空探测探测技术技术是人类是人类航天活动的重要航天活动的重要方向，作为方向，作为人类保护地球、进入人类保护地球、进入宇宙的手段，是宇宙的手段，是当前和未来航天领域的发展重点当前和未来航天领域的发展重点之一。之一。3开展深空开展深空探测第一步探测第一步就是月球探测。就是月球探测。二、嫦娥工程绕绕落落回回二、嫦娥工程1 12 2绕绕二、嫦娥工程3 34 4落落嫦娥嫦娥四

2、号四号探测器探测器二、嫦娥工程5 5回回嫦娥五号探测器嫦娥五号探测器二、嫦娥工程二、嫦娥工程1嫦娥三号探测器嫦娥三号探测器：创造：创造出迄今月球表面工作时间最长的记录，获得大出迄今月球表面工作时间最长的记录，获得大量工程和科学数据。量工程和科学数据。2嫦娥嫦娥四四号号探测器探测器：第一次第一次实现人类探测器月球背面着陆和巡视探测；实现人类探测器月球背面着陆和巡视探测；3嫦娥四号探测器嫦娥四号探测器：第一次第一次利用运行中继通信卫星，实现月球背面与地利用运行中继通信卫星，实现月球背面与地球的连续可靠中继通信；球的连续可靠中继通信；4嫦娥四号探测器：嫦娥四号探测器：第一次在月球背面开展月球科学探测

3、和低频射电天第一次在月球背面开展月球科学探测和低频射电天文观测；填补了世界月球科学探测领域多项空白。文观测；填补了世界月球科学探测领域多项空白。二、嫦娥工程二、嫦娥工程嫦娥嫦娥三号将在北京时间三号将在北京时间1212月月1414号在月球表面实号在月球表面实施施软着陆软着陆。三、嫦娥三号着陆据悉，嫦娥三号将在近据悉，嫦娥三号将在近月点月点1515公里处以抛物线下降，公里处以抛物线下降，相对速度从每秒相对速度从每秒1.71.7公里逐公里逐渐降为零。整个过程大概需渐降为零。整个过程大概需要十几分钟的时间。要十几分钟的时间。三、嫦娥三号着陆嫦娥三号在高速飞行的情况下，要保证准确地在月球预定区域内实现嫦

4、娥三号在高速飞行的情况下，要保证准确地在月球预定区域内实现软着陆，软着陆，关键问题是着陆轨道与控制策略的设计关键问题是着陆轨道与控制策略的设计。其着陆轨道设计的基本要求：其着陆轨道设计的基本要求：1 1、着陆准备轨道为近月点着陆准备轨道为近月点15km15km，远月点，远月点100km100km的椭圆形轨道；的椭圆形轨道；2 2、着陆轨道为从近月点至着陆点，其软着陆过程共分为着陆轨道为从近月点至着陆点，其软着陆过程共分为6 6个阶段（见个阶段（见附件附件2 2），要求满足每个阶段在关键点所处的状态；），要求满足每个阶段在关键点所处的状态；3 3、尽量减少软着陆过程的燃料消耗。尽量减少软着陆过程

5、的燃料消耗。三、简化问题根据上述的基本要求根据上述的基本要求，请你们建立数学模型解决下面的问题：请你们建立数学模型解决下面的问题：（1 1）确定着陆准备轨道近月点和远月点的位置确定着陆准备轨道近月点和远月点的位置，以及嫦娥三号以及嫦娥三号相应速度的大小与方向相应速度的大小与方向。（2 2）确定嫦娥三号的着陆轨道和在确定嫦娥三号的着陆轨道和在6 6个阶段的最个阶段的最优控制策略优控制策略。（3 3）对于你们设计的着陆轨道和控制策略做相应的误差分析和对于你们设计的着陆轨道和控制策略做相应的误差分析和敏感性分析敏感性分析。三、简化问题谢谢大家！谢谢大家！本视频课程中的部分图片、视频引自有关图书、网络，特向这些图片、视频的制作者和有关图书的出版者和相关网络表示感谢；因多种原因，事先未与作者和出版社取得联系，特向他们表示歉意。