基于嫦娥-1和其他探月卫星数据的测月学研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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基于嫦娥-1和其他探月卫星数据的测月学研究

项目名称：基于嫦娥-1和其他探月卫星数据的测月学研究
项目类别：面上项目
批准号：10973031
申请代码：A030603
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2010-01-01-2012-12-31

项目负责人：平劲松
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院国家天文台
批准年度：2009

中文摘要：

本研究将联合使用嫦娥-1和其他月球探测器得到的测量数据，优化月球全球地形模型和月球全球重力场模型，反演月幔和月壳的全球物理特征，并研究嫦娥探测器新发现的背面几处古老撞击坑区域的演化特性。研究内容包括(1)利用卫星轨道交叉测量比较、校准并融合多星激光测高数据，得到月球地形模型并进行优化。(2)利用多星测控数据，联合反演月球全球重力场。(3)结合地形与重力的关联度分析，获取高阶(180以及以上)的月球全球重力模型，并利用低轨飞行测控数据检验模型的合理性与精度。(4)基于有限元方法，研究向下解析延拓算法，利用本研究自主得到的地形和重力模型，反演月幔和月壳特性。(5)联合多个探月任务的数据对新发现的古老撞击坑进行演化特性分析研究。(6)利用视线加速度解析方法，从Doppler残差中提取月球高频局部重力信息。

中文主题词：月球；重力场；地形；物理特征；

英文摘要：

Moon；Gravity Field；Topography；Geophysical Characteristics；

英文主题词： Moon；Gravity Field；Topography；Geophysical Characteristics；

结论摘要：

本研究圆满完成了课题计划中的各项研究内容联合使用阿波罗绕月探测器、月球勘察者LP、克莱门汀、月女神和嫦娥-1的测轨数据，联合反演了月球重力场100阶次的CEGM02模型。该模型使得月球全球重力场模型的长波长部分精度得到显著提高, 相比于“月女神”探测器模型在10阶以内精度提高1~2倍, 在20阶以内精度有明显改进，实现了对月球重力场的优化，是神杯任务完成之前国际上已经公开发表的精度最高的月球重力场模型。该模型已经用于嫦娥-2号任务的测控。进一步，本研究对嫦娥-1激光高度计数据进行了分析，得到了360阶次的高精度的月球地形模型CETM-s01，对三维照相数据的定标起到了关键作用，结果发表在月女神类似结果之前。上述两个模型得到了用户单位北京航天飞行控制中心和总装怀柔解放军指挥控制学院的认可，并出具了用户证明。结合地形和100阶次的CEGM02重力场数据，本研究得到了180阶次的高分辨率月球重力场，在嫦娥-2探月计划的测轨任务中得到检验，对飞临虹湾地区的低定轨到定轨有显著改善。利用本研究自主得到的地形和重力模型，反演月幔和月壳特性，新发现了两个古老撞击坑盆地和一处遁形火山区域，并且揭示了背面新发现的撞击盆地是质量瘤异常区，并顺利使用LOS数据重建了部分局部区域的高精度重力场。基于本研究的成果发表相关论文ｓ三十余篇，半数以上为SCI文章。本研究召集相关的小型学术研讨交流会议4次（上海一次、长春一次、武汉二次），对利用我国的探测数据开展月球撞击盆地物理结构特征进行了研讨。研究和研讨会议得到了“中国科学”编辑部的大力支持，成果以2次共4期“中国科学”中英文专题的方式发表。在本课题和关联课题支持下开展了与日本月女神任务研究团队、俄罗斯探月研究团队和德国航天局行星科学研究所的国际交流交流，建立了长期的合作机制。本研究培养了博士生3人。

成果综合统计