可重复使用航天器再入协同制导研究

李 征，陈海东，彭 博，陈建伟

（1. 北京宇航系统工程研究所，北京，100076；2. 中国运载火箭技术研究院，北京，100076）

0 引 言

可重复使用航天器（Reusable Launch Vehicle，RLV）是指可在地球表面和太空之间自由往返、可重复使用的多用途飞行器。它可以快速、便利地向太空运送有效载荷，完成任务后，又可安全、准确地降落在着陆场[1]。除了空间运输任务外，利用较强的机动能力与较大的航程，RLV在再入大气层后也可开展区域探测任务或者承担通信节点功能。由于能够搭载的飞行载荷有限，往往只能够开展单一的飞行任务，因此可以令多架RLV协同工作，通过时间协同飞行，完成更多复杂功能，提高飞行器的使用效能，符合未来的发展需求。

制导系统根据飞行任务来修正飞行器的状态，保证其飞行精度。RLV的再入制导是一个复杂的多约束问题，RLV的再入过程分为滑翔段与末端能量管理段，现有的滑翔段制导方式以两种为主：参考轨迹跟踪和实时预测-校正[2]。前者通过参考轨迹和实际轨迹的偏差来计算制导指令，只需占用少量的计算资源，缺点是自主性和精度较差，后者通过预测飞行器的落点来对制导指令进行校正，自主性与精度较高，但是过程约束难以处理，实时性较差。

文献[3]在研究滑翔式飞行器弹道特点的基础上，分析了多架滑翔式飞行器协同突防的可行性。文献[4]研究了多个高超声速滑翔飞行器在存在多个禁飞区的情况下同时到达目标的问题，推导了飞行时间的解析公式，实现了多架滑翔飞行器协同飞行。……