崔平远，龙嘉腾，朱圣英，修文博

(1. 北京理工大学宇航学院，北京 100081；2. 深空自主导航与控制工信部重点实验室，北京 100081；3. 飞行器动力学与控制教育部重点实验室，北京 100081)

0 引 言

近年来，火星探测和小天体探测成为地外天体探测的热点领域。火星是太阳系中与地球环境最为相似的行星，是研究生命起源的理想目标[1]；小天体种类丰富，数量繁多，保留了大量太阳系形成早期的原始物质，加之复杂的动力学环境，具有重要的科学研究价值[2-6]。

随着探测活动的深入以及探测手段的进步，在地外目标天体高科学价值区域开展原位探测和采样返回成为未来行星探测的重要发展方向。在地外天体表面实施精确、安全着陆是实现上述探测任务的关键。以美国“火星科学实验室/好奇号”任务[7]和日本“隼鸟号(Hayabusa)”探测任务[3]为代表，自主导航、制导与控制技术是实现地外天体表面精确着陆的关键技术。2014年，欧洲空间局“罗塞塔/菲莱(Rosetta/Philae)”[4]探测任务中，探测器由于弹跳至彗星阴影区而难以正常开展探测工作，凸显了高精度控制在小天体着陆任务中的重要作用[8]。从上述行星着陆任务分析表明，高精度制导与控制是实现地外行星表面高精度着陆的重要技术发展趋势[9]。

着陆轨迹优化是行星着陆探测任务分析、制导与控制系统设计的重要技术基础。通过设计性能指标、施加约束条件，进行着陆轨迹优化是分析着陆轨迹特性、研究约束条件和着陆环境因素影响的重要途径，进而为着陆总体方案优化、着陆点选取、制导与控制算法设计提供依据。……