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CE-4动力下降轨迹图。 |
2019年1月3日嫦娥四号探测器在月球背面冯•卡门撞击坑内成功实现了人类历史上第一次月球背面软着陆。由于月球的遮挡,地面设备无法进行跟踪实现对月球背面软着陆探测器的直接或间接无线电测量,利用中继星回传地面的遥测参数(包括探测器高度,加速度和姿态等信息)又非常有限,精确重构探测器下降轨迹和着陆点精确定位受到了极大的影响。而基于影像的定位技术,是月球背面进行着陆点精确定位的一种有效手段。
李春来团队与中国空间技术研究院合作研究,利用中国自主研制的嫦娥二号(CE-2)高分辨率地形数据,结合嫦娥四号下降过程和月面探测期间获得的多源影像数据,精细重构了嫦娥四号在月球背面粗避障和精避障等自主导航降落过程,实现了探测器的精准定位。
嫦娥四号降落相机拍摄的影像图会在着陆后通过“鹊桥”中继卫星传回地球。利用这些图像对嫦娥四号着陆轨迹进行重构,文章在三维空间中绘制了探测器的下降轨迹,位置精度可以达到1m左右。根据解算的cm分辨率地形数据,作者指出嫦娥四号着陆在一个退化撞击坑的缓坡上,距离北边一个直径25米的撞击坑边缘仅有8.35m,且着陆点周围共有五个撞击坑。随后,作者结合导航相机拍摄的图像,精确计算出嫦娥四号的着陆点为东经177.5991°,南纬45.4446°,高程-5935米,并在空间分辨率7m、5m、1m、10cm和5cm的月球影像和地形数据上进行了精确识别。
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