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月球车38万公里远程控制 用机器视觉实现定位

来源:中国转动网 发布时间:2013年12月19日

 

万众瞩目的嫦娥三号任务中,激起人们巨大好奇心的有两大看点:探测器在月球安全软着陆,以及释放出月球车在月球表面进行巡视探测。

嫦娥三号月球软着陆是中国航天器首次降落在地球以外的天体,月球车的行走和探测,也是首次远隔38万公里的距离在地球遥控完成。

具体来讲,探测器软着陆月面后,着陆器和月球车分离。此后,将在月面巡视3个月之久的月球车由地面控制,这也就是挑战的另一个难点“巡视器的遥操作”,要完成月球车月面探测阶段的月面地形建立、视觉定位、路径规划等遥操作任务。

这些都给测控通信系统应急处置能力和飞行控制精度带来了巨大而又前所未有的挑战,对天地协同互动控制提出了极高的要求。

计算精度要求高飞控环节环环相扣

空间探测器进行深空航行,必须通过测控通信系统才能和地球联系并互动,测控通信系统好比是一根“风筝线”,能精确定位探测器的位置,了解其工作状态,同时还可以发送指令告诉它要干什么。

和以往嫦娥一号和嫦娥二号任务不同,嫦娥三号在近月制动、15公里降轨、动力下降等过程中,地面的控制都是一次性完成,没有可逆的机会,也就是说,对每次控制的计算,要非常精确。

北京航天飞行控制中心专家介绍说,嫦娥三号的奔月、环月、落月和登月等飞控环节是环环相扣的。嫦娥三号探测器从入轨、奔月、近月制动转移到100公里圆轨道,从100公里圆轨道转移到15×100公里轨道,再从15公里近月点开始动力下降到月面,每一步控制都要考虑到对后一步控制的影响,为后续环节创造好的条件。比如,在计算嫦娥三号降轨到15×100公里月球轨道控制参数的时候,不仅要满足变轨后的目标轨道要求,还要满足4天之后动力下降开始点的经度、纬度、高度和速度的要求以及着陆点的状况,这对控制策略的计算提出了很高的要求。

 

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