天问一号探测目标完成,天问一号探测火星是如何分工的?

2025-04-27 23:46:21
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天问一号探测火星是根据精确制导进行分工的。

中国第一个火星探测任务“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场成功发射,开启了一段绚丽多彩的火星之旅,为我国自主开展行星探测迈出了第一步。并且作为整个火星探险任务最关键的阶段之一的探测器着陆,直接决定了探险任务能否成功。青岛理工大学自动化与电子工程学院大楼内的自主导航与智能控制研究所是承担火星探测器精确着陆自主导航技术研究基础的主体单位。

在着陆过程中,由于大气环境的复杂性、动力学环境的不确定性等因素的影响,使得对火星探测器进行高精度的实时导航非常困难。火星离地球很远,在探测器和地球的通信上有10分钟的时间间隔。它的意思是,探测器着陆时可能与地球“失联”,一旦失去控制,就会撞击火星表面。这些都要求探测器在着陆阶段具备自主导航、控制和绕行障碍物的能力。

采用地面图像来进行特征提取和跟踪,以及自主导航,是完成火星自主、精确、安全的着陆任务所要解决的关键技术问题。青科大的技术可以让探测器利用地面图像来提取、跟踪特征,并据此完成陆上部分的自主视觉导航。它不仅是实现着陆器自主导航的重要手段,而且在很大程度上解决了我国行星探测任务中自主、安全、精确着陆的关键技术问题。以此为理论支持,在着陆段,探测器可利用光学相机获取火星表面图像,并提取火星表面特征点、火山口、山脊、沟壑等作为导航陆标,通过跟踪这些特征点,结合惯性导航信息,可估算其位置、速度、姿态等,实现精确着陆。

作为国内较早从事自主导航研究的高校单位,用了近5年的时间,参与完成了我国第一项国家深空探测重点基础研究开发计划。本课题研究的对象是北京理工大学、北京控制工程研究所、北京航空航天大学、青岛科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学等10个单位,主要研究行星表面精确着陆的导航和制导控制问题,旨在保证探测器通过自主导航安全准确着陆,为我国火星探测计划的实施奠定技术理论基础。



以火星着陆端点为目标,利用行星表面特征提取和跟踪的快速运动估计方法,利用地表图像进行特征提取和跟踪,实现视觉自主导航。该小组的研究成果“曲线特征匹配光学导航技术”,为我国首次火星着陆方案的论证和设计提供了强有力的技术支持。