徐 超，黄翔宇，李茂登

（1.北京控制工程研究所，北京 100190；2.空间智能控制技术重点实验室，北京 100190）

引 言

随着深空探测技术的发展，越来越多的行星探测任务要求探测器能够在复杂未知地形环境下安全着陆，这就要求探测器具有在未知环境下进行自主相对导航的能力[1-2]。

传统的深空探测软着陆任务中主要采用惯性导航为主的自主导航方式，但惯性导航误差会随时间累积，因此需要利用其它敏感器测量对惯性导航进行修正。“嫦娥三号”（Chang'E-3，CE-3）和“嫦娥四号”（Chang'E-4，CE-4）软着陆采用了基于惯性导航配以测距测速修正的导航方法[3-4]。尽管测距测速敏感器可对惯性导航的高度和速度进行修正，但是其不能抑制导航系统水平位置误差的发散，可能导致着陆器偏离目标着陆点。

针对惯性导航配以测距测速修正的导航方法无法估计水平位置的问题，一种最为可行的解决方法是引入行星表面陆标图像信息进行自主导航。目前采用的陆标图像信息的地外天体着陆自主导航方法的研究大都是在已有着陆区域参考地形图的假设下进行的，通过在下降的过程中，将图像中提取的陆标与包含陆标位置信息的参考地形图进行匹配获得下降图像中导航陆标的位置信息，进而利用这些陆标的位置信息结合其图像测量信息得到探测器的导航信息[5]。然而，当事先没有着陆区域参考地形图或由于参考地形图与下降图像的分辨率差异过大导致无法进行特征匹配时，下降序列图像中观测和跟踪到的陆标位置信息将无法获取，需要解决在未知环境下利用未知位置信息的陆标进行导航的问题。……