1、火星探測(cè)是深空探測(cè)的一部分，具有探索太陽(yáng)系和宇宙、擴(kuò)展人類(lèi)的生存空間、積極開(kāi)發(fā)和利用空間資源、服務(wù)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)意義。幾十年來(lái)，人類(lèi)多次向火星發(fā)射火星探測(cè)器，在美國(guó)宇航局成功發(fā)射“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”(“好奇號(hào)”，Mars Science Laboratory, MSL)之前，火星探測(cè)任務(wù)一般采用無(wú)升力控制的彈道式進(jìn)入，導(dǎo)致落點(diǎn)誤差圓的半徑達(dá)到數(shù)百千里，無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)火星探測(cè)任務(wù)對(duì)著陸精度的要求。
　　本文基于火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的模型，采

2、用跟蹤參考軌跡的阿波羅方式進(jìn)入制導(dǎo)，著重圍繞火星大氣進(jìn)入段的軌跡優(yōu)化和軌跡跟蹤問(wèn)題展開(kāi)了研究，具體內(nèi)容如下:
　　首先建立了火星重力場(chǎng)模型、大氣密度模型和探測(cè)器結(jié)構(gòu)模型;在七大坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上推導(dǎo)和建立了考慮火星自轉(zhuǎn)與不考慮自轉(zhuǎn)的進(jìn)入段動(dòng)力學(xué)模型。
　　接著利用高斯偽譜法進(jìn)行大氣進(jìn)入段的探測(cè)器軌跡優(yōu)化問(wèn)題研究。以?xún)A側(cè)角為控制變量，取終端高度（開(kāi)傘點(diǎn)高度）最大為性能指標(biāo)，在滿(mǎn)足進(jìn)入段邊界約束、路徑約束（動(dòng)壓約束和駐點(diǎn)熱流密度約束

3、）和控制約束的情況下進(jìn)行軌跡優(yōu)化，得到了滿(mǎn)足各類(lèi)約束的最大開(kāi)傘高度和大氣進(jìn)入的參考軌跡。
　　然后在不考慮火星自轉(zhuǎn)時(shí)，利用多模型約束預(yù)測(cè)控制對(duì)進(jìn)入?yún)⒖架壽E進(jìn)行跟蹤制導(dǎo)。在進(jìn)入時(shí)域取若干操作點(diǎn)，將動(dòng)力學(xué)模型在各個(gè)操作點(diǎn)處線性化;對(duì)于每一個(gè)線性化的子模型設(shè)計(jì)約束預(yù)測(cè)控制;多個(gè)約束預(yù)測(cè)控制器通過(guò)切換策略進(jìn)行整合。和基于PID控制的增益調(diào)度方法對(duì)比仿真表明，多模型約束預(yù)測(cè)控制在存在大氣進(jìn)入初值攝動(dòng)、氣動(dòng)模型不確定性的情況下有很高的跟蹤精度