天文与深空导航学课程建设、教材编写及教学方法研究

介绍了主要的天文与深空导航手段及其精度、天文与深空导航学发展概况和课程建设背景,阐述了《天文与深空导航学》教材的主要内容和特色,总结了天文与深空导航学课程的教学方式和效果。     

从地球测绘到地外天体测绘

随着人类空间探测技术的不断发展,月球与深空探测已成为测绘遥感科学与技术的前沿和新战场。在多类型深空探测任务的驱动下,测绘遥感技术也得到了新的发展。本文结合国内外深空探测的各类任务,对地外天体环绕遥感测图、着陆导航遥感避障、巡视环境感知与视觉导航定位方面的研究现状和成果进行了系统总结;结合未来月球与深空探测任务需求,对深空遥感测绘技术的发展,包括地外天体海量全球遥感数据智能处理、全球控制网精化、月球南极精细三维形貌测绘、多传感器融合的着陆导航避障和巡视环境感知与定位等进行了探讨。     

关于脉冲星参数的我国VLBI网测量

根据毫秒脉冲星计时测量和深空导航应用的基本原理,分析了对脉冲星位置、自行和视差等天体测量参数的VLBI测量精度需求,讨论了我国VLBI网的现有观测能力和不足及可能的改进途径,包括天线后端配置、时钟同步和数据互相关处理等。     

中国深空测控网建立方案的研究

概述了深空测控网的基本技术要求,总结了我国卫星测控网和国内现有射电观测设施的技术、组成和分布,分析和论述了将我国现有的测控设施建设成深空测控网的具体方案     

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.     

“深空大地测量导论”课程建设和教材编写的思考

介绍了"深空大地测量学导论"课程教材编写的背景、阐述了"深空大地测量学导论"教材编写的基本思路、总结了"深空大地测量学导论"教材的编写的特色.     

本期导读

深空网及其应用 (刘经南等 )一文阐述了深空网的概念、主要任务、发展历史、主要构成和关键技术手段 ,概括总结了深空网在天文观测和空间探测中的意义和应用过程 ,展望了深空网的发展趋势。OpenGL成像机理及其与摄影测量方位元素的相关分析(张祖勋等 )一文从射影几何的角度深入分析了OpenGL成像机理 ,并且从中分析出OpenGL与摄影测量相关的内外方位元素的表达。推导出了两种成像过程的转换公式 ,并建立了一套用摄影测量方法构造OpenGL透视成像矩阵的公式 ,通过一个工业零件在OpenGL中成像的试验 ,验证了摄影测量学中共线方程与OpenG…     

南极长城站建立深空测控站的可行性

在深空探测中,测控(跟踪)系统的有效运行是整个探测任务成功完成的重要保证。由于我国测控站都布设在国内,属于局部性分布,影响深空跟踪和测控的连续性和通信质量。本文提出在中国南极长城站建立深空测控站的设想,以当前热点的月球车巡视探测为例,从地-月通信的改善情况、南极长城站建站的地质条件、电磁环境、气候条件、交通运输后勤保障条件等方面分析了建站的可行性。研究表明:①对于国际主流探月国家所选取的月面探测区域月球南极,南极长城测控站的地-月通信受月面地形的影响要小于我国国内测控站,且测控时间与国内测控站可以实现互补,减小由于地球自转的影响;②南极长城站的地质条件、电磁环境和气候条件等适合于测控站的建设和使用;③南极长城站经过了30 a的建设,建站的各方面条件趋于成熟,逐步适合于深空跟踪站的建立。     

基于自适应马尔科夫随机场的深空探测影像密集匹配

针对深空探测影像纹理贫乏导致的匹配不确定性问题,在传统马尔科夫匹配模型的基础上提出自适应马尔科夫随机场模型,将模型抽象为数据项和空间项的组合,通过自适应视差范围确定、自适应窗口匹配和自适应权重系数的有效结合,实现了深空探测影像的密集匹配。该模型在匹配过程中有效降低了视差搜索范围,在实现全局匹配的同时保留了视差不连续的区域特征。采用勇气号火星车影像与嫦娥影像进行实验,结果证明该方法提高了深空探测影像中纹理贫乏区域匹配的精度。     

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。     

Chinese Surveying and Control Network for Earth-Orbit Satellites and Deep Space Detection

Introduction Astorealizetheprojectofspatialgeodesyby geodeticsatellites,itisnecessarytoestablisha satellitecontrollingandsurveyingnetwork(SC SN)totrack,tosurvey,toremotelycontroland tocommunicatewithearth orbitsatellite,forre alizingtheprojectofdeepspaced…     

关于我国天测与测地VLBI网络未来建设的讨论

结合国内外VLBI技术发展的历史、现状与动态,从天体测量、空间大地测量和深空探测等角度,对我国天测与测地VLBI观测网络的未来建设进行了需求分析和测站配置技术指标分析。     

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。     

现实空间、思维空间、虚拟空间——关于人类生存空间的哲学思考

基于空间的基本概念以及现代高新技术对人类生存空间的拓展，提出了“三类空间划分”的思想体系；分析了它们各自的特点及其相互关系；阐述了该思想体系的意义。     

共用战场态势信息系统研究综述

共用战场态势信息系统是数字化的战场空间信息集成平台和可视化显示系统。总结了战场感知与战场可视化的概念、发展历史和遇到的问题;通过几个COP项目,介绍了共用战场态势信息系统产生的背景和当前研究现状;通过总结相关的研究活动,分析了共用战场态势系统的关键技术和研究思路;最后预测了共用战场态势系统的发展趋势。     

南极长城站建立深空跟踪站对月球车地-月通信条件的改善

假定在地球南极中国长城科学考察站建立跟踪站,模拟计算月球南极月球车和该跟踪站之间通信的可达性,并和国内跟踪站与南极月球车之间的通信条件进行比较。计算结果表明:①在长城站所建立的跟踪站与月球南极的月球车通信受地形的影响比与我国境内的跟踪站的影响要小;②中国南极长城站和我国境内的跟踪站经度相差180°,综合长城站和我国境内的跟踪站,可以减少由于地球自转而造成的测站背离月球的影响,使观测时段更长。南极长城站建立深空探测跟踪站的通信可达性模拟计算可为我国深空探测网建站的规划及可行性研究提供参考。     

差分VLBI测量的一种实现方案

差分VLBI通过交替观测目标天体和参考天体,将共同的误差因素从观测量中扣除,能够实现高精度的相对定位,因而在深空探测中有重要作用。然而,差分VLBI高精度的实现要求目标天体和参考天体的角距很近,这大大限制了其应用。讨论设计了差分VLBI测量的一种实现方案,利用多颗参考源的观测内插出目标源的非几何时延修正,放宽了对目标源和参考源的角距限制。该方案在S波段对目标源非几何时延的修正精度可以达到1 ns水平。