李存祖

摘要：月球软着陆轨道研究是我国开展登月活动所必须先期解决的关键问题之一。针对这一问题，我们提出了景象匹配技术并采用分段控制来实现精确软着陆。我们通过最优控制的研究得到燃料最优轨道的着陆轨道研究，并且提出了在景象匹配基础上通过分段控制的方法进行精确软着陆飞行。对于问题三，我们考虑到初始状态的偏差，发动机产生加速度的不精确以及着陆器质量的变化，来做出相应的误差分析和敏感性分析。

关键词：燃料最省；精确软着陆；轨道

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）08-0209-03

1 问题的重述

嫦娥三号于2013年12月2日1时30分成功发射，12月6日抵达月球轨道。嫦娥三号在着陆准备轨道上的运行质量为2.4t，其安装在下部的主减速发动机能够产生1500N到7500N的可调节推力，其比冲（即单位质量的推进剂产生的推力）为2940m/s，可以满足调整速度的控制要求。在四周安装有姿态调整发动机，在给定主减速发动机的推力方向后，能够自动通过多个发动机的脉冲组合实现各种姿态的调整控制。

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软着陆，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：着陆准备轨道为近月点15km，远月点100km的椭圆形轨道；着陆轨道为从近月点至着陆点，其软着陆过程共分为6个阶段，要求满足每个阶段在关键点所处的状态；尽量减少软着陆过程的燃料消耗。……