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激光雷达在宇宙飞船自着陆中的应用
 
慧聪网   2005年6月15日8时22分      

    在过去的若干年内，人类已经成功地实现了宇宙飞船在其他星球上的着陆。着陆方式有两种：一种是由飞船密封舱中的宇航员操纵，如登月船的情形；另一种是预先选好相对安全的区域，由不载人宇宙飞船实行自着陆。事实上，到目前为止，除美国阿波罗（Apollo）载人登月船外，美国和原苏联所有在其他星球上的软着陆都采用了后一种方式。这就要求宇宙飞船具有自行探测并避免危险的能力，所谓危险包括巨石、大坑及陡坡等可能损坏飞船的障碍物，而激光雷达的作用就是准确地探测这些障碍物。
    就美国的登陆者，首先以“海盗Ⅱ”号而论，对其着陆点周围地貌的研究从地质学的角度看，远不够深入和可靠，而计划中的火星勘探则更是如此。

    针对这种情况，美国国家航空和航天管理局制定了一项自着陆技术发展规划，其核心目的是使飞船在其他星球，首先是月球和火星上安全地实现自着陆。该规划分为两种方案：一是自精确着陆（APL）方案，即根据对轨道图像的分析预先选定着陆点，由精密导航系统导引登陆者在预定范围内着陆；二是伤害的自行探测与避免（AHDA）方案，在这种方案中，由船载激光雷达提供详细的有关资料，使飞船能够适时地自行选择安全着陆点。

    AHDA对激光雷达的性能要求可归结为：搜索区域大约1千米×1千米；要求探测和规避的危险物包括高度超过1米的石块，深度超过1米的陷坑，以及在10米的基线上角度超过15°的斜坡；安全着陆带（即无危险区域）的直径应不小于18米，以满足飞船着陆的需要。

    APL系统可与AHDA系统交替使用，或作为后者的先行。即通过对传感器获得的轨道图像的分析先预定安全着陆区。登陆过程中，再用适时采集的图像（或能反映其特性的数据）与上述参考像对照，从而引导飞船在预定区域精确着陆。
 
 
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