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申请/专利权人：北京空间机电研究所

摘要：本发明公开了采用可控翼伞实现火箭助推器多目标定点回收避障方法，首先确定多个目标点和避障点，然后锁定最优目标点，接着进行飞行阶段判断，通过翼伞高度和距离组合判断翼伞所处的飞行阶段。定向归航阶段翼伞朝向最优目标点飞行；盘旋销高阶段翼伞围绕最优目标点盘旋下降；避障飞行阶段翼伞向着和最近避障点连线方向的反方向避障，如果远离最近避障区，则重新进入定向归航阶段；逆风着陆阶段将翼伞的飞行方向调整成和风向来流方向相反；雀降着陆阶段翼伞使水平和垂直速度同时降低至最小值。本发明针对落区目标点和避障区，在稳定精准降落于目标点区域范围前提下同时实现了对避障区的有效规避，对航天器返回与着陆技术领域研究具有深远意义。

主权项：1.一种采用可控翼伞实现火箭助推器多目标定点回收避障方法，其特征在于，包括如下步骤：S1确定火箭助推器落区范围内的＞1个目标点和＞1个避障区，将避障区的几何中心作为避障点；S2使翼伞进入最优目标点锁定模式，根据翼伞的飞行状态参数在＞1个目标点中锁定最优目标点；S3获取翼伞的飞行状态参数，所述翼伞的飞行状态参数包括翼伞高度信息，翼伞与最优目标点的距离，以及翼伞与最近避障点的距离；S4根据翼伞的飞行状态参数使翼伞进入定向归航模式，盘旋销高模式，避障飞行模式，逆风着陆模式或雀降着陆模式；S5循环进行步骤S2～S4，实现火箭助推器的实时回收及避障飞行；记翼伞高度为H，翼伞与最优目标点的距离为Ds，翼伞与最近避障点的距离为BGDis，所述步骤S4的具体步骤包括：S4.1判断H是否≤雀降高度QJHight，如果是，翼伞进入雀降着陆模式，如果否，进入步骤S4.2；S4.2判断H是否≤逆风高度NFHight，如果是，翼伞进入逆风着陆模式，如果否，进入步骤S4.3；S4.3判断是否同时满足H≥避障模式判断高度BGHight且Ds＞盘旋距离PXDis，如果是进入定向归航模式，如果否进入步骤S4.4；S4.4判断是否同时满足H≥避障模式判断高度BGHight且Ds≤盘旋距离PXDis,如果是进入盘旋销高模式,如果否进入步骤S4.5；S4.5判断是否同时满足H避障模式判断高度BGHight且BGDis≤避障安全距离BGAQDis，如果是进入避障飞行模式，如果否进入步骤S4.6；S4.6进入定向归航模式；所述步骤S4中，避障模式判断高度BGHight的确定方法为：BGHight≥BGAQDisRa；其中，BGAQDis为避障安全距离，Ra为翼伞的滑翔比；所述步骤S4中，雀降高度QJHight的确定方法为： 其中，Sp为翼伞的下降速度，单位为mms；Sm为电机的转速，单位为rmin；L为翼伞的最大操纵量，r为电机的绞盘半径，L和r的单位为mm；雀降高度QJHight的单位为mm；所述步骤S4中，逆风高度NFHight的确定方法为：NFHight≥2×π×RpRa+QJHight；其中，Rp为翼伞最小转弯半径；Ra为翼伞的滑翔比；所述步骤S4中，盘旋距离PXDis的确定方法为：2Rp≥PXDis≥Rp；其中，Rp为翼伞最小转弯半径；通过计算锁定多个目标点中的最优目标点，并在飞行过程中不断更新最优目标点信息并操纵翼伞朝向最优目标点飞行；在避障飞行阶段，翼伞控制器将通过算法计算出最近避障点和离最近避障点的高度和距离；当翼伞进入最近避障区范围内时，将操纵翼伞向着翼伞和最近避障点连线方向的反方向作避障飞行；如果翼伞处于远离最近避障区状态，则操纵翼伞继续向最优目标点飞行；所述步骤S2中，最优目标点的锁定方法如下：S2.1根据如下公式计算翼伞投影点与每个目标点的距离： 其中，Distance为翼伞投影点距离任一目标点距离，radius为地球半径，La_Para为翼伞投影点纬度，Lon_Para为翼伞投影点经度，La_Destination为任一目标点纬度，Lon_Destination为任一目标点经度；S2.2将距离翼伞投影点最近目标点设为最优目标点。

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