张成渝，梁 潇，华宝成，武延鹏，王安然，张依诺

北京控制工程研究所,北京 100090

0 引 言

小行星探测任务已经被列入中国深空探测4次重大任务[1]，通过一次发射实现近地小行星2016HO3取样返回和主带彗星133P绕飞探测.小行星的各种特性不确定性高，需要接近小行星进行观测与建模.利用小行星表面特征建立导航陆标，结合实时观测图像给出精确导航结果.小行星探测下降着陆段的精确相对导航是小行星探测任务的一个关键技术，影响任务的成败.

在小行星探测下降着陆段，距离小行星过近，小行星的亮度增加，并且逐渐扩充整个相机视野，此时基于恒星参考的光学导航失效了.同时，小行星的表面特征显现出来，可以将这些特征作为陆标，用来确定航天器的位姿[2].以往探测任务表明，小行星下降着陆段大多采用基于陆标参考的光学导航，即陆标导航，部分任务情况如表1所示[3-11].

表1 部分小行星探测任务陆标导航简介Tab.1 Introduction to landmark navigation of some asteroid exploration missions

由GASKELL[12-13]提出的高精度三维重建方法Stereophotoclinometry (SPC)，可以生成一种广义表面特征SPC陆标(L-map/maplet).BHASKARAN等[14]提出的On-Board Image Registration for Optical Navigation(OBIRON)系统，是一种基于SPC的地面导航技术.利用NEAR和MUSES-C[15]探测任务的图像进行了地面测试，在Dawn探测任务中作为地面光学导航方法.OSIRIS-Rex探测任务由Lockheed Martin(LM)[16-17]公司开发的自然特征跟踪(NFT)，是一种基于SPC陆标的星载光学导航方法.基于SPC陆标的导航方法，通过多次探测任务不断发展，已经成为一种自主实时高精度导航方法.

国内众多学者也对小行星探测下降着陆段的光学导航进行……