CN105333873A - 一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，涉及行星安全着陆制导方法，属于深空探测技术领域。本发明包括如下步骤：步骤1：在得到机动能力边界后，将机动能力覆盖的区域与敏感器视野取交集，将此交集范围作为安全着陆点选取范围；步骤2：在线实时获取地形安全性、着陆速度以及燃耗大小信息，利用综合考虑地形安全性、着陆速度以及燃耗大小的安全着陆点选取指标选择安全着陆点；步骤3：通过在线滑模制导方法将探测器转移至新着陆点。本发明能够有效解决着陆过程中的外界干扰及未建模误差，有效避开危险区域，以很小的着陆速度及较少的燃耗着陆在安全的地区，提高行星着陆任务的安全性与可靠性，为行星着陆任务提供技术支持和参考。

Description

一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法

技术领域

本发明涉及一种行星安全着陆制导方法，尤其涉及一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，属于深空探测技术领域。

背景技术

由于地面能够获取的行星表面信息精度有限，较小尺寸的障碍往往在距离行星表面较近时才能准确获得，并且在着陆过程中由于导航误差、模型不确定性等因素，探测器的实际状态可能与标称状态出现较大的偏离，从而导致探测器无法精确到达预定着陆点或者出现预定着陆点周围地形复杂不利于着陆等情况。传统的障碍检测与规避方法着重于对地形障碍的分析，忽略了着陆过程对着陆任务安全性的影响；在选取着陆点的方法上，则缺乏对选取范围以及选取指标表示方法的分析与讨论；而在制导律的设计上，还应着重考虑误差及干扰对制导方法鲁棒性的需求。为了解决这些问题，需要一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，既考虑探测器着陆过程中的安全性，又能规避当前的地形障碍，并通过具有一定鲁棒性的实时在线制导方法，将探测器从当前位置转移至新的着陆点，从而提高着陆任务的安全性。

发明内容

本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，要解决的技术问题是提供一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，将综合考虑多种因素的行星安全着陆点在线选取方法与鲁棒性强的滑模制导方法结合，能够有效解决着陆过程中的外界干扰及未建模误差，使探测器能够有效避开危险区域，以很小的着陆速度及较少的燃耗着陆在安全的地区，提高行星着陆任务的安全性与可靠性，为行星着陆任务提供技术支持和参考。其中，在行星安全着陆点选取过程中所考虑的因素包括相机视场、探测器自身机动能力，以及影响安全着陆的因素，如地形、着陆速度、燃耗等。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，结合了行星安全着陆点在线选取方法与滑模制导方法的优点，通过综合比较可选范围内的地形情况及着陆性能，在线对着陆点进行重新选择并重新规划运动路线。能够在避开障碍的同时，确保着陆速度及燃耗均取得较为理想的结果，并克服误差及外界干扰，采用鲁棒性较好的制导方法将探测器转移至新的着陆点，从而对探测任务设计以及探测对象的选择具有指导意义，为未来行星探测提供了技术支持与参考。

本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，在下降过程中，综合考虑敏感器视场与探测器机动能力确定着陆点选取范围，并对地形和着陆性能进行评估，实时选取安全着陆点，最后通过在线滑模制导将探测器转移至目标点。

本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，包括如下步骤：

步骤1：确定安全着陆点选取范围。在得到机动能力边界后，将机动能力覆盖的区域与敏感器视野取交集，将此交集范围作为安全着陆点选取范围，用于步骤2的着陆点选择。

安全着陆点的选取范围由敏感器视野范围与探测器机动能力共同决定。此处，敏感器主要为相机，探测器的机动能力由燃耗椭圆来衡量。

为获得高像素分辨率图像且使得图像重叠区域较多，用于行星探测的光学相机视场角一般介于20到50度之间。当相机视角为45度时，图像分辨率和图像重叠综合效果最好。相机的视野范围受探测器姿态与高度的影响，考虑到探测器在下降段姿态变化幅度较小，仅将拍照高度作为影响视野范围的因素，高度越高，视野范围越宽广，所能进行观测的地区也就越多。

机动能力指的是探测器在耗尽所有携带燃料时所能飞到的最远距离。探测器在下降段的燃耗主要来源于大功率推力发动机。在动力下降段开始之前，能够通过状态预测、燃料质量等计算出探测器360度范围内的机动能力。具体来说，探测器的机动范围在以下燃耗椭圆内

$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1---\left(1\right)$

其半长轴a与半短轴b为

$\left\{\begin{array}{c}a=\frac{({\mathrm{\ΔV}}^2-2E/m)\mathrm{\Δ}t}{2\mathrm{\Δ}V(1-{\left(v_H/\mathrm{\Δ}V\right)}^2)}\\ b=a\sqrt{1-{(v_H/\mathrm{\Δ}V)}^2}\end{array}\right.---\left(2\right)$

在上式中，ΔV指的是在燃耗允许范围内能改变的最大速度增量，E指的是探测器的能量，m是探测器的质量，Δt为剩余着陆时间，v_H为水平速度。

受初始位置r₀、初始速度v₀以及各种约束的影响，所述的各种约束指决定相机视野及机动能力范围的约束，包括相机视场角θ、最大速度增量ΔV、探测器能量E、探测器质量m以及着陆时间Δt，相机视野可能完全包含于机动范围内，也可能与机动范围相交，即有一部分相机视野区域在机动能力范围外，机动能力范围外的区域超出了探测器的机动能力，因此不适宜作为最终的着陆区而应该被舍弃。在计算得到机动能力边界后，还需将机动能力覆盖的区域与相机视野取交集，将此交集范围作为安全着陆点选取范围，用于步骤2的着陆点选择。

步骤2：在线实时获取地形安全性、着陆速度以及燃耗大小信息，利用综合考虑地形安全性、着陆速度以及燃耗大小的公式(3)选择安全着陆点。

$LSSI={\mathrm{\τ}}_1\frac{1}{1+e^{c(R/|\left|r_f\right||-1)}}+{\mathrm{\τ}}_2\frac{v_{fz}-v_{fz\min }}{v_{fz\max }-v_{fz\min }}+{\mathrm{\τ}}_3\frac{PMF-{\mathrm{PMF}}_{\min }}{{\mathrm{PMF}}_{\max }-{\mathrm{PMF}}_{\min }}---\left(3\right)$

其中，τ_i(i＝1,2,3)为各项的权重，决定公式(3)中每部分对结果的影响大小，经过归一化处理，每部分的取值均在[0,1]。

所述的安全着陆点选取指标LSSI选取方法为：

为了保证着陆的安全性，首先需要考虑的是地形的安全性。地形的安全性包括两个方面：着陆区内的障碍物尺寸必须要在探测器可容忍范围之内；着陆区必须足够大以满足探测器的最大着陆偏差。鉴于此，在得到地形信息后，首先要对可见范围内的障碍进行识别，将对探测器构成威胁的区域所在的像素点标记为危险像素点，其余标记为安全像素点，确定每个安全像素点的安全半径R，再通过导航误差、执行误差和外界干扰估算出着陆偏差r_f，采用公式(4)得到地形安全性评估指标

$I_t=\frac{1}{1+e^{c(R/|\left|r_f\right||-1)}},c>0---\left(4\right)$

给定着陆偏差r_f，通过选取合适的参数c，地形安全性评估指标I_t能够保证几乎所有安全半径R小于着陆偏差r_f的区域取1，大于着陆偏差r_f的区域取0。取1的区域意味着在着陆椭圆内有障碍存在，取0的区域则意味着整个着陆椭圆内都是安全的，从而将可用于安全着陆的区域与危险区域区分开。当c较大时，整个指标的取值90％以上都是0或1。当安全半径R与着陆偏差r_f大小相近时，地形安全性评估指标I_t会出现剧烈的变化，表明此时在着陆椭圆的边界处有障碍存在。

在确保了地形安全后，还需要考虑探测器的着陆速度v_f。着陆速度在竖直方向的分量过大会对探测器造成致命的伤害，而其在水平方向的两个分量则有可能造成探测器侧翻或倾倒，此处着重考虑竖直方向分量v_fz。对于着陆速度v_fz的估计同样需要加入导航误差、执行误差与外界干扰。火星探测器所能容忍的最大冲击速度一般为3m/s，实际着陆速度v_fz一旦超过最大冲击速度，则可能造成探测器自身结构以及内部仪器的损毁，因此在评估过程中需要选取着陆速度v_fz尽可能小的区域。

除此之外，还应考虑着陆过程中的燃耗情况。由于探测器能够携带的燃料有限，为了保证着陆任务的安全完成，应尽可能选取燃耗较小的地方着陆。整个动力下降段的燃耗用燃料质量比PMF表征

$PMF=\frac{{\∫}_{t_0}^{t_f}\stackrel{\·}{m}dt}{m_0}=1-e^{-\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\left|\right|a_i\left|\right|\mathrm{\Δ}t}{I_{sp}{g}_e}}---\left(5\right)$

综合考虑地形安全性、着陆速度以及燃耗，得到安全着陆点选取指标LSSI：

$LSSI={\mathrm{\τ}}_1\frac{1}{1+e^{c(R/|\left|r_f\right||-1)}}+{\mathrm{\τ}}_2\frac{v_{fz}-v_{fz\min }}{v_{fz\max }-v_{fz\min }}+{\mathrm{\τ}}_3\frac{PMF-{\mathrm{PMF}}_{\min }}{{\mathrm{PMF}}_{\max }-{\mathrm{PMF}}_{\min }}---\left(6\right)$

其中，τ_i(i＝1,2,3)为各项的权重，决定公式(6)中每部分对结果的影响大小，经过归一化处理，每部分的取值均在[0,1]。

优选公式(7)的权重分配方法确定安全着陆点选取指标LSSI。

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\τ}}_1=1\\ {\mathrm{\τ}}_2=\frac{{\mathrm{sum}}_2}{{\mathrm{sum}}_2+{\mathrm{sum}}_3}\\ {\mathrm{\τ}}_3=\frac{{\mathrm{sum}}_3}{{\mathrm{sum}}_2+{\mathrm{sum}}_3}\end{array}\right.---\left(7\right)$

由于地形安全性评估指标I_t取值绝大多数时候为0或1，因此，安全的区域所对应的安全着陆点选取指标LSSI的值均小于1，危险的区域则大于1，全局最小值处的坐标即为新的安全着陆点。

通过步骤1和步骤2能够实现行星安全着陆点在线选取方法，即实现行星安全着陆点在线选取方法包括步骤1和步骤2。

步骤3：通过在线滑模制导方法将探测器转移至新着陆点。由于滑模制导方法具有较好的鲁棒性，采用滑模制导方法能够有效解决着陆过程中的外界干扰及未建模误差，提高行星着陆任务的安全性与可靠性。

以探测器当前状态(r,v)^T相对着陆点处的位移r_f及速度v_f之差作为变量构造如公式(8)的滑模面

$s=v_e+\frac{\mathrm{\λ}}{t_{go}}{r}_e---\left(8\right)$

r_e＝r-r_f(9)

v_e＝v-v_f(10)其中λ为正常数，t_go为剩余着陆时间。令s＝0得

$v_e=-\frac{\mathrm{\λ}}{t_{go}}{r}_e---\left(11\right)$

构造由相对位置矢量构成的Lyapunov函数

$V_s=\frac{1}{2}{r_e}^T{r}_e---\left(12\right)$

能够验证探测器相对着陆点处的状态矢量(r_e,v_e)^T在该滑动流形s中为渐近稳定的。滑模变量s对时间取导数并令其等于0得到等价控制量a_eq

$a_{eq}=a_f-\frac{\mathrm{\λ}}{t_{go}}(v-v_f)-\frac{\mathrm{\λ}}{t_{go}^2}(r-r_f)---\left(13\right)$

若系统的运动状态在滑动流形s上，利用公式(13)所述的制导律即能够使其保持在流形上并最后运动到期望平衡点。但现实中由于各种偏差及不确定性，使得系统的运动状态最初并不在滑动流形s上，因此还需加入鲁棒控制。为实现系统状态快速到达滑模面s，采用公式(14)的指数趋近律

$\begin{array}{cc}\stackrel{\·}{s}=-\mathrm{\ϵ}\mathrm{sgn}\left(s\right)-ks& \mathrm{\ϵ}>0,k>0\end{array}---\left(14\right)$

滑模制导律(14)中的符号项会不可避免地引起抖振，采用连续函数公式(15)取代符号函数能够在一定程度上减小抖振对系统性能的影响

$g\left(s\right)=\frac{s}{\left|s\right|+\mathrm{\ξ}}---\left(15\right)$

其中，ξ为很小的正常数。联立上式得到制导律

$a_c=a_f-g-(\frac{\mathrm{\λ}}{t_{go}}+k)v_e-(\frac{\mathrm{\λ}}{t_{go}^2}+\frac{\mathrm{\λ}k}{t_{go}})r_e-\mathrm{\ϵ}\frac{s}{\left|s\right|+\mathrm{\ξ}}---\left(16\right)$

由于滑模制导律(16)中显含通过步骤1、步骤2选取的行星安全着陆点，因此在着陆过程中能够根据安全着陆点的选取结果，实时调整最终着陆位置，在线生成运动轨迹，即实现通过在线滑模制导方法将探测器转移至新着陆点。

有益效果：

1、本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，综合考虑敏感器视野与机动能力，结合地形安全性、着陆速度以及燃耗，实时选取安全着陆点，能够提高行星着陆任务的安全性与可靠性。

2、本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，结合了行星安全着陆点在线选取方法与滑模制导方法的优点，通过综合比较可选范围内的地形情况及着陆性能，在线对着陆点进行重新选择并重新规划运动路线。能够在避开障碍的同时，确保着陆速度及燃耗均取得较为理想的结果，并克服误差及外界干扰，采用鲁棒性较好的制导方法将探测器转移至新的着陆点，从而对探测任务设计以及探测对象的选择具有指导意义，为未来行星探测提供了技术支持与参考。

3、本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，使探测器能够有效避开危险区域，以很小的着陆速度及较少的燃耗着陆在安全的地区，从而能够提高行星着陆任务的安全性与可靠性。

附图说明

图1为本发明公开的一种行星安全着陆点在线选取方法流程图；

图2为本发明公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法的流程图；

图3为仿真所用地形图；

图4为着陆点选取范围图；

图5为安全着陆点选取过程及结果图；

图6为滑模制导律在初始状态偏差下的蒙特卡洛仿真图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。

本实例中，推力发动机的比冲I_sp为225s，探测器质量m为1905kg，最大速度增量ΔV为190m/s，着陆时间Δt为35s，探测器动力下降段的初始位置r₀为[-300,-200,1700]m，初始速度v₀为[18,20,-80]m/s，负号表示方向竖直向下。仿真中所采用的地形见图3。

本实施例公开的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，包括如下步骤：

步骤1：确定安全着陆点选取范围。在得到机动能力边界后，将机动能力覆盖的区域与敏感器视野取交集，将此交集范围作为安全着陆点选取范围，用于步骤2的着陆点选择。

给定下降段动力学，权衡像素分辨率与图像重叠情况后，选用45度视场角的相机，在不考虑探测器姿态的情况下，假设相机与水平面平行，对地面进行拍摄，动力下降段初始高度为1700m，将此高度作为拍摄及计算高度。将探测器初始位置r₀、初始速度v₀、最大速度增量ΔV、探测器能量E，探测器质量m，着陆时间Δt代入公式(2)，得到燃耗椭圆的半长轴a＝1537.4m，半短轴b＝1521.9m，进而可在XY平面画出探测器的机动能力范围。MATLAB仿真结果如图4所示，其中，灰色实线为探测器原着陆轨迹，XY平面上实线矩形为相机视野，虚线椭圆为探测器机动能力范围。在给定的初始条件下，探测器机动能力完全包含了相机视野，因此只需在视场范围内运用安全着陆点选取方法，即可得到最终的着陆点。

步骤2：在线实时获取地形安全性、着陆速度以及燃耗大小信息，利用综合考虑地形安全性、着陆速度以及燃耗大小的公式(3)选择安全着陆点。

考虑地形安全性时，着陆偏差r_f定为50m，地形安全性评估指标参数c＝50，对图3给出的地形进行障碍分析，计算得到选取范围内各点的安全半径R，将结果代入公式(4)，得到各点的地形安全性评估指标I_t。分析探测器着陆速度时，加入了5％的执行误差以及服从Weibull分布的风的模型，通过滑模制导律进行计算得到各点的最终着陆速度v_fz。类似地，用滑模制导律以及公式(5)计算出到达选取范围内每一点的燃料质量比PMF。地形安全性、着陆速度以及燃耗指标的计算结果经过min-max归一化处理，结果如图5a、5b、5c所示。按照公式(7)中给出的加权方式计算权重得到τ＝[1,0.5789,0.4211]，将结果代入公式(6)，得出如图5d所示的整个视野范围内安全着陆点选取指标LSSI的取值情况，经计算得到安全着陆点的位置坐标为[1166,-1389,0]，该点处选取指标LSSI的取值即全局最小值为0.3558。

步骤3：通过在线滑模制导律将探测器转移至新着陆点。由于滑模制导方法具有较好的鲁棒性，采用滑模制导方法能够有效解决着陆过程中的外界干扰及未建模误差，提高任务的安全性与可靠性。

制导控制系统在更新了末端状态即着陆点坐标[1166,-1389,0]后，便可根据滑模制导律公式(16)在线生成着陆轨迹，将探测器转移至新的安全着陆点。为了验证滑模制导方法对初始位置r₀及初始速度v₀的鲁棒性，做出1000次蒙特卡洛仿真，假设初始位置r₀及初始速度v₀服从高斯分布，仿真结果如图6a-6f。在给定的变化范围内，探测器都能够在有限时间内以几乎为0的位置及速度误差到达指定着陆点，且整个着陆过程中，没有出现落到地面以下的情况，说明了滑模制导对初始位置r₀及初始速度v₀偏差具有较好的鲁棒性，能够实现着陆点在线更新且能较好地将探测器转移至目标着陆点。

本发明保护范围不仅局限于实施例，实施例用于解释本发明，凡与本发明在相同原理和构思条件下的变更或修改均在本发明公开的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1：确定安全着陆点选取范围；在得到机动能力边界后，将机动能力覆盖的区域与敏感器视野取交集，将此交集范围作为安全着陆点选取范围，用于步骤2的着陆点选择；

步骤2：在线实时获取地形安全性、着陆速度以及燃耗大小信息，利用综合考虑地形安全性、着陆速度以及燃耗大小的公式(3)选择安全着陆点；

其中，τ_i(i＝1,2,3)为各项的权重，决定公式(3)中每部分对结果的影响大小，经过归一化处理，每部分的取值均在[0,1]；

还包括通过在线滑模制导方法将探测器转移至新着陆点的步骤3；

步骤3具体实现方法为，

以探测器当前状态(r,v)^T相对着陆点处的位移r_f及速度v_f之差作为变量构造如公式(8)的滑模面

r_e＝r-r_f(9)

v_e＝v-v_f(10)

其中λ为正常数，t_go为剩余着陆时间；令s＝0得

构造由相对位置矢量构成的Lyapunov函数

能够验证探测器相对着陆点处的状态矢量(r_e,v_e)^T在该滑动流形s中为渐近稳定的；滑模变量s对时间取导数并令其等于0得到等价控制量a_eq

若系统的运动状态在滑动流形s上，利用公式(13)所述的制导律即能够使其保持在流形上并最后运动到期望平衡点；但现实中由于各种偏差及不确定性，使得系统的运动状态最初并不在滑动流形s上，因此还需加入鲁棒控制；为实现系统状态快速到达滑模面s，采用如公式(14)的指数趋近律

滑模制导律(14)中的符号项会不可避免地引起抖振，采用连续函数公式(15)取代符号函数能够在一定程度上减小抖振对系统性能的影响

其中，ξ为很小的正常数；联立上式得到制导律

由于滑模制导律(16)中显含通过步骤1、步骤2选取的行星安全着陆点，因此在着陆过程中能够根据安全着陆点的选取结果，实时调整最终着陆位置，在线生成运动轨迹，即实现通过在线滑模制导方法将探测器转移至新着陆点。

2.如权利要求1所述的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，其特征在于：所述的步骤1的具体实现方法为，

安全着陆点的选取范围由敏感器视野范围与探测器机动能力共同决定；此处，敏感器主要为相机，探测器的机动能力由燃耗椭圆来衡量；

为获得高像素分辨率图像且使得图像重叠区域较多，用于行星探测的光学相机视场角一般介于20到50度之间；相机的视野范围受探测器姿态与高度的影响；

机动能力指的是探测器在消耗尽所有携带燃料时所能飞到的最远距离；探测器在下降段的燃耗主要来源于大功率推力发动机，在动力下降段开始之前，通过状态预测、燃料质量等计算出探测器360度范围内的机动能力；探测器的机动范围在以下燃耗椭圆内

其半长轴a与半短轴b为

在公式(2)中，ΔV指的是在燃耗允许范围内能改变的最大速度增量，E指的是探测器的能量，m是探测器的质量，Δt为剩余着陆时间，v_H为水平速度；

受初始位置r₀、初始速度v₀以及各种约束的影响，所述的各种约束指决定相机视野及机动能力范围的约束，包括相机视场角θ、最大速度增量ΔV、探测器能量E、探测器质量m以及着陆时间Δt，相机视野可能完全包含于机动范围内，也可能与机动范围相交，即有一部分相机视野区域在机动能力范围外，机动能力范围外的区域超出了探测器的机动能力，因此不适宜作为最终的着陆区而应该被舍弃；在得到机动能力边界后还需将机动能力覆盖的区域与相机视野取交集，将此交集范围作为安全着陆点选取范围，用于步骤2的着陆点选择。

3.如权利要求1或2所述的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，其特征在于：所述的安全着陆点选取指标LSSI选取方法为：

为了保证着陆的安全性，首先需要考虑的是地形的安全性；地形的安全性包括两个方面：着陆区内的障碍物尺寸必须要在探测器可容忍范围之内；着陆区必须足够大以满足探测器的最大着陆偏差；在得到地形信息后，首先要对可见范围内的障碍进行识别，将对探测器构成威胁的区域所在的像素点标记为危险像素点，其余标记为安全像素点，确定每个安全像素点的安全半径R，再通过导航误差、执行误差和外界干扰估算出着陆偏差r_f，采用公式(4)得到地形安全性评估指标

给定着陆偏差r_f，通过选取合适的参数c，地形安全性评估指标I_t能够保证几乎所有安全半径R小于着陆偏差r_f的区域取1，大于着陆偏差r_f的区域取0；取1的区域意味着在着陆椭圆内有障碍存在，取0的区域则意味着整个着陆椭圆内都是安全的，从而将可用于安全着陆的区域与危险区域区分开；当c较大时，整个指标的取值90％以上都是0或1；当安全半径R与着陆偏差r_f大小差不多时，地形安全性评估指标I_t会出现剧烈的变化，表明此时在着陆椭圆的边界处有障碍存在；

在确保地形安全后，还需要考虑探测器的着陆速度v_f；着陆速度v_f在竖直方向的分量过大会对探测器造成致命的伤害，而其在水平方向的两个分量则有可能造成探测器侧翻或倾倒，此处着重考虑竖直方向分量v_fz；对于着陆速度v_fz的估计同样需要加入导航误差、执行误差与外界干扰；实际着陆速度v_fz一旦超过最大冲击速度，则可能造成探测器自身结构以及内部仪器的损毁，因此在评估过程中需要选取着陆速度v_fz尽可能小的区域；

除此之外，还应考虑着陆过程中的燃耗情况；由于探测器能够携带的燃料有限，为了保证着陆任务的安全完成，应尽可能选取燃耗较小的地方着陆；整个动力下降段的燃耗用燃料质量比PMF表征

综合考虑地形安全性、着陆速度以及燃耗，得到安全着陆点选取指标LSSI：

其中，τ_i(i＝1,2,3)为各项的权重，决定了公式(6)中每部分对结果的影响大小，经过归一化处理，每部分的取值均在[0,1]。

4.如权利要求3所述的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，其特征在于：优选公式(7)的权重分配方法确定安全着陆点选取指标LSSI，

由于地形安全性评估指标I_t取值绝大多数时候为0或1，因此，安全的区域所对应的安全着陆点选取指标LSSI的值均小于1，危险的区域则大于1，全局最小值处的坐标即为新的安全着陆点。

5.如权利要求4所述的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，其特征在于：当相机视角为45度时，图像分辨率和图像重叠综合效果最好。

6.如权利要求4所述的一种着陆点在线选取的行星安全着陆制导方法，其特征在于：所述的火星探测器所能容忍的最大冲击速度为3m/s。