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基于LRO NAC影像的嫦娥三号着陆点高精度定位与精度验证
  • ISSN号:0023-074X
  • 期刊名称:科学通报
  • 时间:2015.10.20
  • 页码:2750-2757
  • 分类:P184.5[天文地球—天文学]
  • 作者机构:[1]中国科学院遥感与数字地球研究、遥感科学国家重点实验室,北京100101 , [2]北京航天飞行控制中心,北京100094
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(2012CB719902); 国家自然科学基金(41301528,41171355)资助;致谢感谢华盛顿大学圣路易斯分校PDSGeosciencesNode提供LRONAc影像数据.
  • 相关项目:登月宇航员月面导航定位方法研究
中文摘要:

嫦娥三号(CE-3)着陆器的高精度定位具有重要的工程意义和科学应用价值.本文研究基于美国月球侦察轨道器(lunar reconnaissance orbiter,LRO)窄角相机(narrow angle camera,NAC)高分辨率月球遥感影像进行CE-3着陆点高精度定位的方法,并利用月面绝对控制点进行精度验证.收集历年来CE-3号着陆区和月球表面棱镜点的LRO NAC数据,利用精化后的轨道、姿态及相机参数等数据建立LRO NAC的严密成像几何模型,通过严密成像几何模型的初始点位预测、人工量测和高精度匹配等方式,获取影像上着陆点和月面激光测距反射棱镜点的影像坐标.用DEM辅助单像测图方法分别对CE-3着陆点和各棱镜标志点进行定位解算,将棱镜点的定位结果与地面观测的高精度定位值对比进行精度评价.利用本文方法,得到CE-3着陆点定位坐标为北纬44.1219?,西经19.5113?.

英文摘要:

High precision positioning of Chang'E-3 lunar lander is of great importance for the mission operations and relevant scientific investigations. In this research, we calculate the location of Chang'E-3 lander using Lunar Reconnaissance Orbiter(LRO) narrow angle camera(NAC) images and validate the precision with the Lunar Ranging Retro Reflectors(LRRRs). First, we pinpoint the Chang'E-3 lander and other landmarks(LRRR etc.) on multiple LRO NAC images by manual interpretation and high-precision image matching. Then the geodetic coordinates are derived from the image coordinates with the rigorous sensor models established with the refined orbiter positions and attitudes from NAIF SPICE kernels. Finally, the average geodetic coordinates are calculated and considered as the locations of Chang'E-3 and other landmarks. As a result, the location of Chang'E-3 is determined to be 44.1219?N, 19.5113?W using 14 LRO NAC images. The five LRRRs with high-precision absolute locations available are used as check points to evaluate the poisoning errors. The results show that the location accuracy can reach 20 m with a single LRO NAC image, and positioning the lander using multiple images reduces random errors and provides better accuracy than that using a single image.

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期刊信息
  • 《科学通报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院
  • 主编:周光召
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:csb@scichina.org
  • 电话:010-64036120 64012686
  • 国际标准刊号:ISSN:0023-074X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1784/N
  • 邮发代号:80-213
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:81792