一种GNC系统月球定点着陆的全流程仿真方法及装置与流程

本发明涉及航天仿真，特别涉及一种gnc系统月球定点着陆的全流程仿真方法及装置。

背景技术：

1、月球南极地形崎岖，光照条件差，对安全精确着陆造成了极大挑战。为实现极区高精度定点软着陆的任务目标，着陆器gnc（制导、导航与控制）方案相对以往软着陆任务在导航和制导方面需要进行大量更改和技术创新。导航方面增加光学导航相机和地形图像导航算法，以解决月面定点着陆的导航精度问题。制导方面需要能够对终端位置和速度全维度可控。

2、在相关技术中，传统的仿真验证方法无法真实模拟着陆器在着陆过程中的图像获取处理过程，也无法对新增的算法进行验证，这就造成无法进行全数字闭环仿真验证，导致仿真结果存在仿真效率低且结果不可信的问题。

3、基于此，目前亟需一种gnc系统月球定点着陆的全流程仿真方法及装置来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种gnc系统月球定点着陆的全流程仿真方法及装置，可以有效提高gnc系统的仿真效率和结果可靠性。技术方案如下：

2、一方面，提供了一种gnc系统月球定点着陆的全流程仿真方法，所述方法包括：

3、s1、根据着陆任务工况对着陆器工况参数进行初始化配置，得到用于仿真计算的初始参数数据集；

4、s2、根据当前仿真周期的参数数据集对着陆器动力学参数和空间环境参数进行多模型耦合仿真计算，并根据计算得到的仿真数据集和月面基准数据库生成贴合真实月面细节的航区地形图；

5、s3、根据仿真数据集中着陆器与月面的相对距离确定仿真是否满足预设的终止条件，若是则结束仿真并输出着陆器的最终运动状态和航区地形图，否则执行步骤s4；

6、s4、根据机载敏感器的物理特性对仿真数据集和航区地形图进行误差模拟，得到多源等效实测数据集，并对生成的包含噪声的图像和点云数据进行匹配分析，得到着陆器的位姿数据集和最优安全着陆点；

7、s5、根据模拟分析结果与预设的目标着陆参数之间的偏差，确定着陆器的调控指令，并在根据调控指令对参数数据集中的控制输入进行更新后返回执行步骤s2。

8、另一方面，提供了一种gnc系统月球定点着陆的全流程仿真装置，所述装置包括：

9、初始化单元，用于根据着陆任务工况对着陆器工况参数进行初始化配置，得到用于仿真计算的初始参数数据集；

10、仿真单元，用于根据当前仿真周期的参数数据集对着陆器动力学参数和空间环境参数进行多模型耦合仿真计算，并根据计算得到的仿真数据集和月面基准数据库生成贴合真实月面细节的航区地形图；

11、判断单元，用于根据仿真数据集中着陆器与月面的相对距离确定仿真是否满足预设的终止条件，若是则结束仿真并输出着陆器的最终运动状态和航区地形图，否则执行模拟单元的功能；

12、模拟单元，用于根据机载敏感器的物理特性对仿真数据集和航区地形图进行误差模拟，得到多源等效实测数据集，并对生成的包含噪声的图像和点云数据进行匹配分析，得到着陆器的位姿数据集和最优安全着陆点；

13、调控单元，用于根据模拟分析结果与预设的目标着陆参数之间的偏差，确定着陆器的调控指令，并在根据调控指令对参数数据集中的控制输入进行更新后返回执行仿真单元的功能。

14、另一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存放计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序，以实现上述所述的gnc系统月球定点着陆的全流程仿真方法的步骤。

15、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述gnc系统月球定点着陆的全流程仿真方法的步骤。

16、另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的gnc系统月球定点着陆的全流程仿真方法的步骤。

17、本发明提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：首先通过多模型耦合的动力学与月面环境解算，输出高精度状态真值与局域精细化地形数据，高保真复现在轨空间环境与着陆航区地貌，显著提升仿真结果置信度。接着通过多源感知模拟与位姿解算的图像在环机制，覆盖敏感器误差到算法输出的感知全链路，可充分验证图像导航算法的精度与鲁棒性。最后通过gnc控制解算与执行反馈的闭环迭代，真实复现制导、控制与执行机构动态特性，本方法可以实现在地面低成本、高效率、高可信的仿真验证着陆器gnc系统方案的正确性。

1.一种gnc系统月球定点着陆的全流程仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前仿真周期的参数数据集对着陆器动力学参数和空间环境参数进行多模型耦合仿真计算，并根据计算得到的仿真数据集和月面基准数据库生成贴合真实月面细节的航区地形图，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据仿真数据锁定着陆器的有效探测区域，并根据月面基准数据库生成包含有效探测区域的高精度地形纹理数据和坐标的航区地形场景图，包括：

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据机载敏感器的物理特性对仿真数据集和航区地形图进行误差模拟，得到多源等效实测数据集，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对生成的包含噪声的图像和点云数据进行匹配分析，得到着陆器的位姿数据集和最优安全着陆点，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据模拟分析结果与预设的目标着陆参数之间的偏差，确定着陆器的调控指令，并根据调控指令对参数数据集中的控制输入进行更新，包括：

7.一种gnc系统月球定点着陆的全流程仿真装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存放计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序，以实现上述权利要求1-6任一所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法的步骤。