中国月球地形制图研究进展

月球地形制图是了解月球形貌构造,开展月球工程探测及科学研究的基础性工作。自从发射嫦娥一号月球探测卫星以来,中国正式步入月球与行星制图研究的行列。首先,回顾了国内外月球探测与地形制图的基本情况;然后,结合中国嫦娥工程中在月球地形制图领域的研究工作,从月球地形制图标准体系建设、月球地形制图产品研制、月球地形制图理论及技术研究3个方面介绍了中国在月球地形制图领域开展的研究进展和取得的初步成果;最后,总结了当前月球地形制图研究领域中存在的关键理论和技术难题,并探讨了下一步亟需开展的研究工作,可为中国未来的月球地形制图研究提供借鉴。     

月球探测的发展

月球距离地球38 4万公里,是地球唯一的天然卫星,是人类进行深空探测向外层空间发展的最理想的跳板和中转基地。本文对19世纪50年代末以来世界各国发射的月球探测器作了简要回顾,概括了人类月球探测的历程,分析总结了月球探测的成果及月球基本的几何和物理参数,并对世界各国正在实施或即将进行的探月计划进行了详细介绍。进入20世纪90年代以来,各航天大国再次兴起月球探测热潮,为21世纪建立月球基地,开发月球资源做准备。     

月球航天探测和月球测绘

对月球航天探测的主要情况作了回顾,概要介绍月球地形测绘和月球大地测量.首先介绍月球大地测量(Selenodesy)的定义和方法.月球大地测量的特点是它的观测数据绝大部分都要依靠航天探测器或环月、绕月卫星来获取.月球大地测量的内容可以考虑有三个方面:一是在月球上给出一个有确定定义的坐标参考系,并在其中布测一个控制网;二是确定这一月球参考系的大地测量几何和物理常数;三是求定月球的外部重力场.最后概述月球地形测绘的特点.     

月球测绘在月球探测中的应用

根据探月历史概述了月球测绘与月球探测的关系、月球探测的焦点和我国探月计划；分析研究了月球测绘的关键技术；论述了月球测绘在月球探测中的应用。     

月球摄影测量仿真技术

本文针对我国绕月探测工程立体测绘的科学目标,提出了月球摄影测量仿真的基本思想,介绍了月球三线阵影像仿真、控制定位、DEM制作、正射影像制作等基本方法和数学模型;并利用APOLLO月球影像数据,进行了模拟实验,验证了仿真方法的正确性。     

通用地图投影选择研究

在分析现有的地图投影选择、评价标准和地图投影形变量之间关系的基础上,尝试引入形状比、长度比和面积比的概念,作为通用地图投影的选择、评价的基本度量指标,并通过层次分析法确定其权重,为通用地图投影的选择提供了思路,并通过实验验证了该方法的可行性与合理性。     

月球地形测绘和月球大地测量(5)

主要介绍月球地形测绘和月球大地测量的情况。第一部分论述了月球大地测量(Selenodesy)的定义和方法。月球大地测量的一个特点是它的观测数据绝大部分都要依靠航天探测器或环月、绕月卫星来获取。月球大地测量的内容可以考虑有三个方面:一是在月球上给出一个有确定定义的坐标参考系,并在其中布测一个控制网;二是确定这一月球参考系的大地测量几何和物理常数;三是求定月球的外部重力场。第二部分介绍月球地形测绘。重点介绍了月球地形的特点,它大体分为月海、月陆、环形山等三种类型。     

中国国家普通地图集地图投影的选择与设计

本文叙述了普通地图集地图投影的选择与设计原则,介绍和分析了我国地图上的惯用地图投影,在此基础上为普通地图集选择和设计了一套地图投影,并对这套地图投影的变形规律作了详尽的分析。     

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。     

月球形状及其重力场EI北大核心CSCD

本文首先从测绘科学与技术在月球探测中的应用角度,对月球形状及重力场的研究进展、获取方法及代表性成果进行了综述;进而针对现有的月球DEM及重力场模型中存在的主要问题进行分析,并提出了解决方案;最后结合各国的探月计划和我国正在实施的“嫦娥”四期工程,对月球形状和重力场研究面临的机遇和挑战进行了展望。     

中国海岸带专用地图投影设计

地图投影是各类海岸带信息的空间定位框架要素之一。通过对目前我国海岸带常用的各种地图投影现状分析,设计并实现全国海岸带专用投影———斜轴等角圆锥投影,该投影不仅使得整个中国海岸带实现无缝的一体化表达,而且使变形达到最小。文中详细阐述该投影的设计思想和设计原理,并将结果与其他各种海岸带投影进行详细的分析比较。     

面向移动端月球形貌展示的快速三维地图平台搭建

受限于移动设备运算能力和三维地图数据网络传输速度,如何在快速移动端流畅地显示月球三维地图,展示月球形貌细节,还是一个难点。为解决这一问题,本文首先考察已有的移动端三维地图实现方法,在此基础上研究了一种基于前后台异步渲染策略的三维月球地图实现方案;基于嫦娥月球数据,构建了一个月球三维形貌地图原型系统,并成功应用于移动端的嫦娥月球三维形貌数据发布。     

等高线悖论与广义等高线定义的研究

根据等高线是地图上可视化的线并与地图比例尺密切相关的条件,推出了等高线悖论,即等高线是地面上一定范围内高程相等或不相等的点的连线在水平面上的投影。提出了点元概念,推导了等高线是地面上的等高点元集在地图平面上的同胚或拓朴映射的广义等高线定义。本定义包容了传统的等高线定义并可解释制图综合规律。因此,广义等高线定义更适用于等高线可视化的地图应用环境。     

月球遥感影像高精度定位研究

高精度影像立体定位是月球地形测绘的基础。对嫦娥1号光学传感器方位元素误差和方位元素相关性对影像定位影响进行了仿真,并建立了适合稀少、低精度控制点条件下月球光学影像区域网平差模型。该模型通过在月心直角坐标系(SOCS)进行影像空中三角测量来消除月球曲率引起的误差和测图范围限制,通过轨道形状的拟合与插值来减小摄影时刻轨道位置的偶然误差,在飞行坐标系中建立轨道修正模型来减少定向参数的数目,对轨道和姿态增加约束条件来提高月面控制点数目稀少及精度低条件下外方位解算的精度与可靠性。文中以克莱门汀10条轨道60景约195000km2月球南极区面阵影像和ULCN2005控制网为数据源,进行了不同方案的平差试验。通过对仿真和试验结果分析,得出月球遥感影像定位部分有益的结论。     

On applications of selenodesy to lunar detection

IntroductionIn order to continuously track and surveylunardetector and other deep space detector and re-ceive the observation signals fromthem,the Na-tional Aeronautics and Space Administration(NASA) of America has started to establish thedeep space netwo…