GNC系统在航天器着陆中如何实现精准控制？

问题描述

精选答案

GNC系统究竟是怎样在航天器着陆过程中达成精准控制的呢？

GNC系统，即制导、导航与控制（Guidance,Navigation,andControl）系统，在航天器着陆的精准控制中发挥着关键作用，主要通过以下几个方面实现：

环节	实现方式
导航定位	借助多种传感器，如星敏感器、惯性测量单元、雷达高度计等。星敏感器可通过测量恒星的位置来确定航天器的姿态；惯性测量单元能实时测量航天器的加速度和角速度；雷达高度计可精确测量航天器与地面的距离。这些传感器的数据相互融合，为航天器提供精确的位置和姿态信息。
制导策略	根据航天器的当前状态和目标着陆点，制定最优的着陆轨迹。在下降过程中，不断根据实际情况进行调整。例如，采用分段制导策略，在不同阶段设置不同的速度、高度和姿态要求，确保航天器沿着预定轨迹安全着陆。
姿态控制	利用推进器和动量轮等执行机构来调整航天器的姿态。推进器通过喷射燃料产生推力，改变航天器的姿态和速度；动量轮则通过改变自身的转速来调整航天器的角动量，实现姿态的稳定控制。在着陆过程中，GNC系统根据导航信息实时计算所需的姿态调整量，并控制执行机构进行相应操作。
故障诊断与容错	具备故障诊断和容错能力至关重要。系统会实时监测各个部件的工作状态，一旦发现故障，能迅速采取相应的容错措施。例如，当某个传感器出现故障时，系统会自动切换到备用传感器，或者根据其他正常传感器的数据进行故障估计和补偿，确保着陆过程的可靠性和安全性。