落月过程需要GNC创造性地依次解决三大难题：认路——选路——辨路。具体说来，“认路”就是给着陆器自身定位，即依靠着陆器自身携带的设备来确定其相对于月面的位置姿态；“选路”就是要事先规划好路径免走冤枉路，也就是说设计一条着陆轨迹，在满足姿态、光照等约束条件下尽量减少燃料的消耗；“辨路”就是要分辨并躲避路上的坑洼之处，与国外落月过程相比，即在没有宇航员的情况下自主分辨月面障碍并主动避开障碍，保证着陆器安全降落。

　　关于“认路”，着陆器面临的是一个几乎未知的目标——月球。因此，着陆器需要有“自问自答”的能力，要求着陆器对被测的月面目标有“去粗取精”功能。为此，五院着陆器GNC团队全新研制了激光测距敏感器和微波测距测速敏感器两种不同谱段的相对导航敏感器，以适应不同飞行高度和飞行速度下对相对位置和速度测量精度的要求。多种测量信息融合导航算法也为落月过程的精确相对导航提供了保证。

　　关于“选路”，与以往轨道设计不同的是，落月过程是一个集制导导航控制于一体的过程。整个过程需要始终开启主发动机。嫦娥三号着陆器GNC抓总单位——五院502所在充分调研并借鉴“阿波罗”计划、航天飞机等成功设计经验的基础上，根据着陆过程不同飞行阶段的特点，形成了多制导律结合的优化轨迹设计方案，兼顾了各飞行阶段切换的平稳性和燃料的最优性。

　　关于“辨路”，与美国“阿波罗”登月计划不同的是，“阿波罗”依靠宇航员识别月面障碍，而我国的嫦娥三号则采用无人软着陆，因此必须具有自主障碍识别能力。为此，GNC团队全新研制了激光三维成像敏感器代替人眼，在距离月面较近时获得待着陆区域精确的三维高程图信息，可精确分辨月面上比较小的障碍。同时，在距离月面较远时还增加了一个光学成像敏感器，用于在较大范围内识别较大尺寸的障碍。如此一来，形成了一套远近结合、粗精并用的接力避障策略，大大提高了着陆的安全性。

　　国产激光探测设备实现中国航天梦

　　去年年底，嫦娥三号将择机发射。每当听到与嫦娥相关的消息，王建宇心里就会泛起一阵波澜——嫦娥三号所搭载的科学仪器中，有好几样出自他的研究团队：激光测距仪和激光三维成像仪，将搭载在嫦娥三号的着陆器上，帮月球车在月面上找到落脚点；红外成像光谱仪，将搭载在嫦娥三号的月球车上，完成科学探测任务。

　　作为我国著名的空间光电载荷专家，王建宇曾带领一个年轻的科研团队，研发出了激光高度计，搭载在嫦娥一号上，实现了中国人首次“为月球量身高”的梦想。2015年前后，我国将发射首颗量子科学实验卫星，上面将搭载星地量子通信设备，还是由他率队研制。

　　王建宇说，自己的梦想就是做出国家需要、却看似不可能的光电设备，让它们遨游太空，实现中国的航天梦。

　　月球“照相机”瘦身到5公斤

　　安装在嫦娥三号月球车“腹部”的红外成像光谱仪，就像一只敏锐的眼睛，将仔细察看月面的矿物组成——这可是王建宇的最新成果。它原先搭载在飞机上，“体重”超过100公斤，显然不适合上天。为此，王建宇带领团队绞尽脑汁，将它“瘦身”到5公斤左右，可以稳稳当当地装入一尺见方的盒子内，并采用了一系列创新技术，使它“目光”敏锐。现在，王建宇就期盼着月球车上的红外成像光谱仪能带回合格的图像。