深空探测巡视器视觉导航定位方法研究与地面试验场验证

地外天体表面巡视器就位探测是深空探测研究的重要手段,其自主导航定位能力是任务开展的重要前提。本文主要对视觉导航方法中的视觉同时定位与地图构建(SLAM)方案开展应用研究。介绍了当下经典的视觉SLAM框架,并以具有代表性的ORB-SLAM3算法为例开展研究;分别利用公开数据集、深空探测地面模拟场数据进行试验验证,探索视觉导航定位算法在深空探测场景下的有效性。本文研究为我国后续开展长距离连续巡视任务提供参考。     

月球探测中的测绘技术

深空探测是21世纪空间技术的一大热点。月球虽然是一个非常严酷的环境,但它是人类走向宇宙的跳板。而且,月球所蕴藏的丰富资源和理想的环境具有巨大的诱惑力,从而使月球探测成为各国必争的领域。本文介绍了月球探测的发展和月球的环境,分析了月球测绘的重要性,展望了测绘在月球探测中的作用,建议尽快开展月球测绘的研究。     

测绘遥感能为智能驾驶做什么?

从自动驾驶汽车到智能汽车,再到智能网联汽车,智能驾驶汽车技术及产业的快速发展,测绘与遥感技术起到了重要的支撑作用.本文首先介绍了国内外智能驾驶汽车的进展及其与常规汽车的区别,基于科学技术发展3次重要浪潮的视角,对比分析和归纳了自动驾驶与测绘遥感的发展历程及其核心技术驱动力.然后从顶层规划与政策环境、环境感知与计算决策车辆关键技术、高精地图与导航定位基础支撑关键技术、车路协同信息交互关键技术4个方面,对智能驾驶汽车的关键技术进行了介绍.以星基导航增强、高精度位置和姿态测量、多源融合感知等多项导航定位先进技术成果为实例,论证了测绘导航赋能单车智能驾驶;通过介绍移动测量与众包高精地图制作技术,阐述了测绘遥感对智能驾驶的关键支撑作用;以天基信息实时服务系统(PNTRC)建设为例,描述了测绘遥感未来将服务智能网联汽车"人-车-路-云"的发展趋势.最后总结分析了智能驾驶发展尚需解决的问题以及测绘遥感近期需要应对的挑战.     

泛地图理论下深空探测场景空间制图表达思考

以月球与行星探测为代表的深空探测活动将人类对于物理空间的认知从地球空间拓展到月球、行星乃至行星际等深空场景空间。如何构建深空探测场景下的空间位置概念、制图内容,并建立相应的制图表达机制和可视化方法,以满足深空探测工程任务实施和重大科学发现的需求,这对制图学提出了新的挑战。针对此问题,在泛地图等前沿理论的指引下,结合笔者团队在中国深空探测任务中的制图实践,对深空场景中涉及的天体卫星轨道、月球与行星、探测器本体等多尺度空间进行统一位置关联,并对所涉及的制图内容、数据、可视化技术等进行了探讨,以构建一种面向深空探测场景的天、地、器一体化空间可视化表达的制图方法。可为研制中国后续深空探测工程任务和科学研究所需的新型制图产品提供思路。     

视觉SLAM环境感知技术现状与智能化测绘应用展望

视觉SLAM技术是现代智能装备环境感知的核心技术之一,是驱动测绘向智能化方向发展的重要因素。本文围绕视觉SLAM环境感知技术,从特征点法、直接法、视觉指纹库、语义和类脑SLAM 5个方面,梳理了30多年来典型视觉SLAM环境感知技术框架、重要算法基础和测绘应用方式;总结分析了智能化时代视觉SLAM环境感知技术在智能化环境交互感知、即时众包化信息处理和多样化感知数据服务3个方面的发展趋势;探讨了视觉SLAM环境感知技术在交互式导航定位、数字孪生城市建设、实时地表监测解译、众包地图POI生产、无人值守地质灾害监测和自主交互能力支持的深度空间探测应用模式。当前,测绘行业正处于重大发展变革时期,视觉SLAM环境感知技术与人工智能技术的结合,将会进一步赋能测绘生产方式的转变,提升智能化测绘生产和服务水平。     

深空探测车环境感知与导航定位技术进展与展望

环境感知与导航定位是深空探测车自动驾驶的核心技术,由于深空环境的特殊性,深空探测车的环境感知与导航定位与地球上汽车自动驾驶的相应技术相比面临独特的挑战.本文从实际工程应用和科研进展两个角度总结了深空探测车环境感知、视觉定位、路径规划等关键技术的进展,并对未来深空探测车智能感知与长距离导航定位等发展方向进行了探讨与展望.     

火星探测巡航段与捕获段光学自主导航方案与关键技术

火星探测是国家深空探测重大专项的重要组成部分,无线电导航受通讯延时与天体遮挡等问题的影响,在导航精度和实时性方面存在问题。光学自主导航作为对地面无线电导航的重要辅助,是火星探测任务顺利完成的重要技术支撑。针对火星探测任务,设计了火星探测巡航段与捕获段的导航方案,并对两个阶段中光学自主导航的关键技术进行了总结与研究,为进一步利用深空天体摄影测量的理论与方法深入开展火星探测光学自主导航关键技术的研究提供参考。     

欲与嫦娥共舞——月球测绘引领未来

又是一年月圆时，年年望相似的明月如今离人类更近了。随着人类第二次探月高潮拉开序幕，来自地球的测绘科技文明与九天嫦娥共舞。测绘月球，绘制三维月球地图，搭建月球空间信息平台，测绘科学家正在全力谋划，助人类踏上梦想的天阶。2003年3月1日，我国政府正式启动了月球探测计划。我国对月球的探测计划具有非常科学的目标，重点突出，起点很高，需要与月球探测相关的各项科学技术的有力保障。配合我国月球探测计划，有关月球测绘的研究受到我国测绘界的高度重视。国家测绘局密切关注我国科技发展动向，积极配合探月工程，在今年发布的《测绘科技发展”十一五”规划》中明确提出，实施月球测绘技术研究，为月球探测工程提供保障。在我国测绘工作开始不断从陆地向海洋、深空拓展的新形势下，月球测绘不仅对我国探月工程有着极为重要的现实意义，而且将引领测绘工作向更高更新的方向健康发展。[编者按]     

航天装备在军事测绘导航领域的应用与思考

航天装备为全球范围的地形测绘、环境分析、战场感知、导航定位等提供了关键的基础性技术,它将成为信息化战争中获取信息优势的制高点.其介绍了航天装备在军事测绘导航领域的应用,包括对军事测绘导航技术发展的作用、影响和意义,应用现状,启示及建议等.     

海洋测绘技术发展现状

简要介绍了海洋测绘的定义及内涵,从海洋大地测量、海洋导航定位、水深及水下和海岸带地形测量、海洋遥感、海洋水文测量、海底底质探测、海洋工程测量、电子海图和海洋地理信息系统9个方面介绍了海洋测绘技术的发展现状,认为海洋测绘技术正呈现出立体、高精度、高分辨率、高效的信息获取、处理和应用的态势。     

月球遥感制图回顾与展望

对月球探测任务、月球遥感制图技术与产品进行综述。从1958年开始,全世界已开展126次(其中70次成功)月球探测工程任务,其中月球遥感制图是其必需的基础性工作。由于月球环境的特殊性,其遥感制图技术与对地观测制图相比具有很大的挑战和更大的难度。目前,中国嫦娥二号轨道器获取的7 m分辨率立体影像是覆盖全月球分辨率最高的立体影像数据,美国月球侦察轨道器LRO任务的激光雷达高度计LOLA数据是精度和密度最高的激光测高数据,LRO NAC影像的分辨率最高(0.5—2 m)但未覆盖全球。在各个探测任务中,基于月球遥感数据和摄影测量技术,已经制作了大量的全球及区域的影像拼图、正射影像图和数字高程模型等制图产品。对月球遥感制图技术发展进行展望,探讨了利用国际多探测任务数据建立新一代控制网和进行精细制图的必要性及技术思路。     

新一代智能测绘遥感科学试验卫星珞珈三号01星

光学测绘遥感卫星的性能不断提升,种类日益丰富,已经成为获取全球精准测绘遥感信息的重要支撑。当前光学测绘遥感卫星已具备亚米级的空间分辨能力,但测绘遥感信息服务存在严重的滞后问题,亟须发展智能测绘遥感卫星,向实时智能服务转型升级。本文首先基于光学测绘遥感卫星3种成像体制及其实现方式和应用特点,分析智能测绘遥感卫星的适用体制,进一步面向实时化、智能化和大众化的应用需求,提出通导遥(通信、导航、遥感)一体化智能遥感卫星的设计构想,重点分析智能遥感卫星的服务方式及一体化功能组成;然后,阐述新一代智能测绘遥感科学试验卫星珞珈三号01星的性能与特点;最后,对智能测绘遥感卫星的发展和使命进行总结与展望。珞珈三号01星集遥感与通信功能于一体,探索了从数据获取到应用终端的测绘遥感信息高效智能服务模式,为遥感数据基于天地互联网的在轨处理与实时传输提供了真实的服务验证平台,对我国空间信息网络的建设具有重大意义。     

我国测绘卫星的发展思路和应用展望

国家测绘局经过多年的研究开发,已基本形成了卫星测图的科学生产工艺,对于更大程度上发挥卫星遥感应用潜力起到了积极推动作用。为适应遥感技术的发展,国家测绘局已经于2005年编制了《测绘部门十一五航天规划(草案)》,测绘卫星计划包括研制发射我国自主的测绘系列卫星和建立自主版权的测绘卫星综合应用服务体系。高分辨率测绘系列卫星包括:高分辨率光学立体测图卫星、干涉雷达卫星、激光测高卫星和重力卫星等。随着我国航天事业和卫星制造技术的蓬勃发展,未来的卫星测绘应用能力将得到进一步加强。     

人机融合智能的遥感解译生产新方法

以深度学习与测绘生产技术深度融合为基本理念,本文阐述了测绘地理信息技术跨界融合发展给现有遥感解译生产流程带来的变革,分析了现有软硬件环境下智能化生产面临的关键问题,提出了一种人机融合智能的遥感解译生产新方法。该方法突破了多GPU并行训练、滚动反馈训练和分布式微服务应用等多项关键技术,研发出了自然资源深度学习遥感智能解译平台和自然资源深度学习动态解译插件,并在全球地理信息资源建设与维护更新等测绘工程项目中的关键生产环节,进行了规模化的生产应用。经过多个项目实践验证,机器智能与人类智能在遥感解译生产中,通过渐进式人机交互操作进行高效融合,不仅大幅减轻了生产人员工作量,还提升了遥感解译的科学性和时效性,为测绘生产和自然资源调查监测工作提供了强有力的技术支撑。     

集成型与智能型测绘卫星工程发展及其关键技术

航天对地观测已经成为全球对地观测的主要手段。本文简单梳理了国际上现有大地测量类对地观测卫星的概况,侧重分析了我国地形测量类对地观测卫星的贡献和存在的问题,未来对地观测卫星的发展趋势,载荷集成型综合测绘卫星发展的可能性及其面临的主要技术瓶颈。总体认为集成型测绘卫星尽管单星观测效率高,但是整体观测效益不高;分析了微小卫星密集组网型对地观测的可能性及其相应的关键技术,包括载荷模块化设计、卫星小型化设计、卫星最佳组网技术、数据传输技术、卫星在轨弹性调配技术和星上数据快速处理技术等;对未来智能卫星对地观测进行了展望,提出了相应的关键技术,包括星上观测智能识别技术、星间智能传输与星地智能传输技术、星上和地面智能数据处理技术等。此外,卫星的智能避障、运载火箭落点的智能跟踪和智能控制也是航天对地观测需要考虑的发展方向。     

China's high-resolution optical remote sensing satellites and their mapping applications

Since the beginning of the twenty-first century,several countries have made great efforts to develop space remote sensing for building a high-resolution earth observation system.Under the great attention of the government and the guidance of the major scientific and techno-logical project of the high-resolution earth observation system,China has made continuous breakthroughs and progress in high-resolution remote sensing imaging technology.The development of domestic high-resolution remote sensing satellites shows a vigorous trend,and consequently,a relatively stable and perfect high-resolution earth observation system has been formed.The development of high-resolution remote sensing satellites has greatly pro-moted and enriched modern mapping technologies and methods.In this paper,the develop-ment status,along with mapping modes and applications of China's high-resolution remote sensing satellites are reviewed,and the development trend in high-resolution earth observa-tion system for global and ground control-free mapping is discussed,providing a reference for the subsequent development of high-resolution remote sensing satellites in China.     

轻小型无人机测绘遥感系统研究进展

地球空间信息是人工智能、大数据时代的重要数据基础,轻小型无人机测绘遥感技术作为中国当前和未来获取厘米级分辨率、实时响应遥感数据的主要手段,必将发挥更加重要的作用。本文首先介绍了固定翼、多旋翼、无人直升机以及飞行控制系统、地面监控系统和遥控遥测链路的发展现状和潜在发展趋势;其次重点研究了数码相机、视频摄像机、倾斜相机、激光雷达、合成孔径雷达和定姿定位系统的利用现状和发展趋势;然后总结分析了当前无人机测绘遥感面临的系统检测、大范围实时遥感和遥感大数据精准解译方面的问题和挑战;最后面向人工智能、大数据、物联网、云计算等技术背景给出了轻小型无人机测绘遥感技术在飞行控制智能化、测绘遥感作业智能化和实时、实景无人机遥感技术应用模式创新等方面的发展趋势。     

面向新经济的测绘工程专业改造升级路径探讨

针对传统测绘工程专业难以适应当前新经济环境,需要进行改造升级的现状,本文以闽江学院测绘工程专业为研究对象,依托现有测绘工程、地理信息科学和导航工程等3个专业,通过合理联动、适时修改测绘工程专业的教学大纲与教学内容,将地理信息科学和导航工程专业的相关教学资源融入测绘工程专业,建立以地理学、计算机科学与技术、测绘科学与技术为主线的现代测绘工程课程体系。以现有的"测绘地理信息专业群"为基础,构建了以地方特色产业发展和需要为导向、学科交叉互补的新型学科发展体系,提出了测绘工程专业多学科交叉复合改造的具体途径与方式。最后,建立了基于测绘工程专业改造升级的无人机遥感监测与应急测绘应用新方向并形成新的课程体系,以期为新经济环境下测绘工程专业人才的培养、学科发展、教学管理等提供参考。