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基于月球探测数据的着陆区选择规律及重构方法研究

马金驹  
【摘要】:着陆点选择是月球软着陆探测研究中最为重要的一个前提任务,是探月任务顺利进行的保障。着陆点的选取规律,是通过研究已成功登月任务选择着陆点的策略和各着陆区特征,进行统计、归纳和分析的过程。主要包括:成功登月任务统计,着陆点选择原则归纳,着陆区特征研究,选择策略趋势分析,权重计算以及月面地形重构。目前,着陆点选择面临两个难点,一是缺乏比较系统的共性原则和评价参数的问题,二是缺少直观反映月面实际形貌的方法问题。本文正是从此问题出发,对着陆点的选择规律和以实体模型方式展现月面地形的方法进行了研究。其主要研究内容包括: 1.对已有载人及非载人登月任务报告进行了具体分析,依据各次任务着陆点的月面分布情况,归纳了探月任务选择着陆点的共性规律及特殊因素,总结了着陆点选择的几项基本原则。 2.针对总结的着陆点选择的几项原则,分析了能反映这些原则的着陆区特征:经纬度、位置、平均坡度、目标采样材料和着陆精度。提出了月面坡度计算方法及球面两点间的距离计算方法,经计算和统计得到19个已成功着陆任务所选着陆区的各项特征。最终通过对不同任务各特征的变化进行分析,研究出了着陆点选择原则的侧重点转移方向。 3.对已成功登月的软着陆任务,统计了其选择着陆点时考虑的因素,分析了每个任务选择着陆点的侧重点及原因,采用层次分析法计算得到各因素对着陆点选择的影响程度,该方法首先依据课题研究问题建立层次结构模型,然后构造各层判断矩阵,最后进行权重计算及一致性检验,该计算过程实现了着陆点选择原则的指标化、着陆点选择侧重点的定量化。 4.为了直观的展现月面着陆区的形貌,提出了一种基于月球数字高程模型DEM数据构建月表三维实体地形的方法。该方法首先利用DEM数据进行等高线的制作,然后在等高线上采点、由点成面再成体,实现了由离散点到地形实体的过程。通过误差分析,表明了该方法具有较好的精度,能满足反映实际月表地形的需要。 主要创新点包括: 1.利用数理统计方法计算着陆区选择策略中不同因素对着陆区确定的影响程度,计算不同因素的权重系数。 2.利用月球探测数据制作月球表面着陆区域的三维形貌实体模型。


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