달 극지방 착륙 탐사 임무에서 분화구 시각 내비게이션 기반 착륙체 자세 추정은 고정밀 착륙 위치 측정을 실현할 수 있다. 분화구 시각 내비게이션에서 자세 추정 오차 전달 메커니즘이 명확하지 않고 공학적 실용 매개변수가 부족한 주요 문제를 해결하기 위해 분화구 시각 내비게이션 자세 추정 오차 모델링 연구를 수행하였다. 가중 최솟제곱법 기반 자세 오차 모델을 제안하여 다양한 요인의 영향을 받는 자세 오차를 추정하였다. 먼저, 분화구 시각 내비게이션 자세 추정 원리를 결합하여 자세 오차 근원 분석 및 기초 모델링을 완료하였다. 다음으로 재투영 오차 최소화를 목표로 자세 오차 모델을 구축하였다. 마지막으로 가중 최솟제곱법을 사용하여 자세 오차의 정량적 추정을 완료하였다. 달 극지방 디지털 고도 모델(DEM) 및 디지털 정사 영상(DOM) 데이터를 기반으로 달 착륙체의 분화구 시각 내비게이션을 시뮬레이션하고 몬테카를로 시뮬레이션 기반 자세 오차 추정 실험을 수행하여 다양한 오차원 및 특징 매개변수가 자세 오차에 미치는 영향을 연구하였다. 실험 결과, 픽셀 검출 오차가 5픽셀이고 분화구 수가 15개일 때 병진 오차 추정값이 95m 미만임을 보였다. 본 논문의 오차 모델은 다요인의 영향 하에서 자세 오차의 정량적 추정을 실현할 수 있으며, 제안된 공학 매개변수 계획은 달 극지방 착륙 백미터 수준 내비게이션 정확도 요구를 충족하며 분화구 내비게이션 계획 설계에 이론적 기초를 제공한다.

시각 내비게이션; 달 극지방 착륙; 자세 추정; 오차 모델