달 극지방 착륙 탐사 임무에서 분화구 기반의 시각 내비게이션을 이용한 착륙선 자세 추정은 고정밀 착륙 위치결정을 실현할 수 있다. 분화구 시각 내비게이션에서 자세 추정 오차 전달 메커니즘이 불명확하고, 공학적 실용 파라미터가 부족한 등의 핵심 문제를 해결하기 위해 자세 추정 오차 모델링 연구를 수행하였다. 가중 최소자승법 기반의 자세 오차 모델을 제안하여 다양한 요소의 영향 하에 자세 오차를 추정하였다. 우선, 분화구 시각 내비게이션 자세 추정 원리를 결합하여 자세 오차 추적 분석 및 기초 모델링을 완료하였다. 다음으로, 재투영 오차 최소화를 목표로 자세 오차 모델을 구축하였다. 마지막으로 가중 최소자승법을 적용하여 자세 오차의 정량적 추정을 수행하였다. 달 극지 디지털 고도 모델(DEM)과 디지털 정사영상(DOM) 데이터를 기반으로 달 착륙선의 분화구 시각 내비게이션을 시뮬레이션하고, 몬테카를로 시뮬레이션을 기반으로 자세 오차 추정 실험을 수행하여 다양한 오차원과 특징 파라미터가 자세 오차에 미치는 영향을 연구하였다. 실험 결과, 픽셀 검출 오차가 5픽셀이고 분화구 수가 15일 때, 평행 이동 오차 추정값이 95m 미만임을 보였다. 본 연구의 오차 모델은 다중 요소 영향 하 자세 오차 정량적 추정을 실현하며, 제안된 공학 파라미터 방안은 달 극지 착륙 시 수백 미터 수준 내비게이션 정확도 요구를 만족하며 분화구 내비게이션 방안 설계에 이론적 기초를 제공한다.

시각 내비게이션; 달 극지 착륙; 자세 추정; 오차 모델