一種月球探測(cè)器著陸安全概率的快速分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種月球探測(cè)器著陸安全概率的快速分析方法，包括模擬著陸器在不同角度的坡面上著陸，得到可引起著陸器翻倒的坡度閾值；將月表地形地貌模型與嫦娥二號(hào)探測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成月表地形地貌模型；將所述月表地形地貌模型按照不同坡度分為K個(gè)地形地貌模型;在每個(gè)地形地貌模型上均進(jìn)行N次著陸仿真實(shí)驗(yàn)，;根據(jù)嫦娥二號(hào)得到的月表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到月表地形地貌模型中坡度為ki的坡度所占的比例Ci；根據(jù)全概率公式計(jì)算初步著陸安全概率分析結(jié)果利用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠?yàn)橹懫髦懺虑虮砻娴木唧w地點(diǎn)提供選擇依據(jù)。
【專利說(shuō)明】一種月球探測(cè)器著陸安全概率的快速分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種著陸安全分析方法，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種月球探測(cè)器著陸安全概率的快速分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]行星表面軟著陸技術(shù)是航天深空探測(cè)領(lǐng)域一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)。行星表面的地形地貌對(duì)行星探測(cè)器著陸安全的影響分析是軟著陸技術(shù)一個(gè)重要方面，主要是分析著陸器著陸到具有何種特征的地形上可不發(fā)生翻倒或者分析著陸器在某種指定地形上發(fā)生不翻倒的概率，該分析的結(jié)果可用于探測(cè)器著陸相關(guān)指標(biāo)的設(shè)計(jì)、分析與驗(yàn)證，并且對(duì)著陸區(qū)的選擇提供了有力的技術(shù)支撐，對(duì)著陸器上自主進(jìn)行著陸安全區(qū)識(shí)別算法提供依據(jù)。特別是我國(guó)首次的月表軟著陸任務(wù)，更加需要對(duì)月表軟著陸安全概率進(jìn)行快速和有效的分析。
[0003]目前模擬著陸器著陸主要是采用的月表地形地貌模型存在兩種情況，一種是選擇2010年升空的嫦娥二號(hào)衛(wèi)星拍攝的全月影像數(shù)據(jù)。嫦娥二號(hào)所拍攝圖像的最高分辨率為
1.5m，根據(jù)該圖像生成的數(shù)字高程圖分辨率為4m，然而實(shí)際的著陸器尺寸為3m?5m，同一個(gè)像素大小接近，并且1.5m分辨率的圖像并不能覆蓋所有預(yù)選的著陸區(qū)，其它區(qū)域的圖像分辨率達(dá)到7m，依據(jù)7m圖像生成數(shù)字高程圖分辨率達(dá)到30m，所以直接采用真實(shí)月表地形地貌數(shù)字模型用于著陸安全仿真在準(zhǔn)確度上存在偏差。
[0004]另一種是采用NASA1969年文獻(xiàn)中的月表地形地貌特征生成仿真用月表地形地貌模型。該文獻(xiàn)通過(guò)對(duì)整個(gè)月表的分析，得到了幾種典型地貌特征的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。針對(duì)嫦娥三號(hào)著陸任務(wù)，NASA典型地貌特征的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)同嫦娥三號(hào)預(yù)選著陸區(qū)的地貌特征不能做到完全一致，所以只能提供參考，無(wú)法詳細(xì)描述預(yù)選著陸區(qū)域的地形地貌特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的提供一種月球探測(cè)器著陸安全概率的快速分析方法，包括:
[0006]一種月球探測(cè)器著陸安全概率的快速分析方法，包括:
[0007]步驟一、模擬著陸器在不同坡度的坡面上著陸，得到可引起著陸器翻倒的坡度閾值；
[0008]步驟二、將NASA月表地形地貌模型與嫦娥二號(hào)探測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成著陸區(qū)月表地形地貌模型；著陸區(qū)月表地形地貌模型包括K個(gè)大小相同坡度不同的正方形地形地貌模型，正方形的邊長(zhǎng)同嫦娥二號(hào)可識(shí)別坡度的最小基線相等。每個(gè)地形地貌模型上的撞擊坑、石塊參數(shù)均相同，與NASA月表地形地貌模型一致；只是坡度不同，坡度分別為k” i=0, I....，K-1;其中K-1表示嫦娥二號(hào)識(shí)別坡度的最大值；
[0009]步驟三、在每個(gè)地形地貌模型上均進(jìn)行N次簡(jiǎn)化著陸仿真實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)在每一個(gè)地形地貌模型上著陸器著陸時(shí)傾斜角度小于所述坡度閾值的次數(shù)，將獲得的次數(shù)均除以N，得到每一塊地形地貌模型上的不翻倒概率，根據(jù)所述不翻倒概率計(jì)算每一塊地形地貌模型的安全概率Pi;[0010]步驟四、根據(jù)嫦娥二號(hào)得到的月表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到月表地形地貌模型中坡度為ki的坡度所占的比例Ci ；
[0011]步驟五、根據(jù)全概率公式計(jì)算初步著陸安全概率分析結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種月球探測(cè)器著陸安全概率的快速分析方法，其特征在于，包括:步驟一、模擬著陸器在不同坡度的坡面上著陸，得到可引起著陸器翻倒的坡度閾值；步驟二、將NASA月表地形地貌模型與嫦娥二號(hào)探測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成著陸區(qū)月表地形地貌模型；著陸區(qū)月表地形地貌模型包括K個(gè)大小相同、坡度不同的正方形地形地貌模型，正方形的邊長(zhǎng)同嫦娥二號(hào)可識(shí)別坡度的最小基線相等；每個(gè)地形地貌模型上的撞擊坑、石塊參數(shù)均相同，與NASA月表地形地貌模型一致；只是坡度不同，坡度分別為k” i=0, I...? ,K-1;步驟三、在每個(gè)地形地貌模型上均進(jìn)行N次著陸仿真實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)在每一個(gè)地形地貌模型上著陸器著陸時(shí)傾斜角度小于所述坡度閾值的次數(shù)，將獲得的次數(shù)均除以N，得到每一塊地形地貌模型上的不翻倒概率，根據(jù)所述不翻倒概率計(jì)算每一塊地形地貌模型的安全概率Pi;步驟四、根據(jù)嫦娥二號(hào)得到的月表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到月表地形地貌模型中坡度為h的坡度所占的比例Ci ； 步驟五、根據(jù)全概率公式計(jì)算初步著陸安全概率分析結(jié)果
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述月球探測(cè)器著陸安全概率的快速分析方法，其特征在于，將所述月表地形地貌模型按照不同坡度分解為10個(gè)50mX50m的地形地貌模型，K取10，N取.10000，坡度分別取 KQ=0。,K1=10、K2=2。、K3=3。、K4=4。、K5=5。、K6=6。、K7=7。、K8=8。、
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103440408SQ201310354262
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】李飛, 張延新, 孫澤洲, 張熇, 吳學(xué)英, 王闖, 馬繼楠, 黃 俊 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部