穆凌霞，余 翔，张友民

(1. 西安理工大学陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室，西安 710048；2. 北京航空航天大学自动化科学与电气学院，北京 100191；3. 康考迪亚大学机械、工业与航空工程系，蒙特利尔H3G 1M8)

0 引 言

可重复使用运载器(Reusable launch vehicle, RLV)作为一种新型天地往返空间飞行器，可极大地降低运载成本、提高空间飞行的灵活性[1-2]。RLV返回过程中经历末端能量管理段(Terminal area energy management, TAEM)、高超音速再入段(Hypersonic reentry, HRE)、进场着陆段(Approach and landing, A&L)。其中TAEM段是RLV实现自主水平着陆的关键环节，在该段RLV无动力滑翔，需实现大范围内的横侧向机动任务，面临着在三维空间的高速返回、多约束、多扰动的挑战，如何实现三维高精度鲁棒制导成为RLV自主返回的难点之一。

目前RLV末端能量管理段的制导方法主要有两类。第一类是二维解耦轨迹制导技术。典型的是美国航天飞机TAEM制导方案[3]，将地面轨迹分为S转弯段、捕获段、航向校准段(HAC)和预着陆段，纵向轨迹则根据地面航程进行实时调整。文献[4]针对亚轨道飞行器Hopper研究了改进的航天飞机TAEM制导方案，通过减少飞行段数、放宽轨迹几何约束，提高轨迹的灵活性。文献[5]设计了改进的航天飞机TAEM策略，纵向剖面为马赫数随高度变化的三次函数。文献[6]通过改变HAC半径降低了轨迹形状的约束，迭代三个参数求解TAEM轨线，增强了轨迹鲁棒性。文献[7]通过分析RLV末端约束条件，提出能量管的概念，若轨迹位于能量管中间位置，则具有较强的鲁棒性。文献[8-11]在航天飞机TAEM制导策略的基础上，对算法的实时性的提高进行了尝试。……