(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 104614730 A (43)申请公布日 2015.05.13 |
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(21)申请号 CN201510027624.7
(22)申请日 2015.01.20
(71)申请人 中国人民解放军63920部队
地址 100094 北京市海淀区北清路26号
(72)发明人 胡松杰 曹建峰 刘磊 刘也 郑爱武
(74)专利代理机构 国防专利服务中心
代理人 江亚平
(51)Int.CI
G01S17/89
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开一种利用月面激光反射阵坐标标校月球高程模型的方法包括：利用激光测高数据建立月球高程模型；计算月面激光反射阵精确高程值；计算月球高程模型的系统性偏差均值；对月球高程模型进行偏差修正。采用本发明的技术方案，可以有效消除高程模型的系统性偏差，精确获取月球高程模型。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种利用月面激光反射阵坐标标校月球高程模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、利用激光测高数据建立月球高程模型
设格网内有n个观测点，则
<maths><math><mrow><msub><mi>h</mi><mi>k</mi></msub><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>N</mi></munderover><msub><mi>c</mi><mrow><mi>i</mi><
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其中，h<sub>k</sub>为曲面给出的高程值，和分别为激光测高数据点经度与格网中心点经 度之差、激光测高数据点纬度与格网中心点纬度之差，N为曲面拟合次数，N≤3，c<sub>i，j</sub>为 曲面多项式系数，i，j分别为经度差的指数、纬度差的指数，且i+j≤N，
设c＝[c<sub>00</sub>，c<sub>10</sub>，…，c<sub>ij</sub>，…，c<sub>0N</sub>]<sup>T</sup>，H＝[h<sub>1</sub>，h<sub>2</sub>，…，h<sub>n</sub>]<sup>T</sup>，则，
c＝(A<sup>T</sup>A)<sup>-1</sup>A<sup>T</sup>H
其中，参数c中的c<sub>00</sub>分量为格网中心点的高程值，所有格网中心点的高程值构成格网化 的月球高程模型；
步骤S2、计算月面激光反射阵精确高程值
计算第i′个月面激光反射阵的精确高程值为：其中，为第i′个月面激光反射阵的精确坐标；
步骤S3、计算月球高程模型的系统性偏差均值
计算月球高程模型的系统性偏差均值S为：其中，n′为激光反射阵个 数，h<sub>i′</sub>为第i′个月面激光反射阵所处经纬度处的高程值，为激光反射阵的精确坐 标所处的经纬度；
步骤S4、对月球高程模型进行偏差修正
将月球高程模型所有格网中心点的高程值均减去偏差均值S，得到修正后的高程值，修 正后的格网中心高程值为c<sub>00</sub>-S。
2.如权利要求1所述的一种利用月面激光反射阵坐标标校月球高程模型的方法，其特征 在于，步骤S3中，根据激光反射阵的经纬度确定月球高程模型中与相邻的4个节点
所述4个节点处高程值分别为月面激光反射阵高程值h<sub>i′</sub>为：其中，H<sub>j′</sub>，j′＝1，2，3，4 为相邻4个节点的高程值，<maths><math><mrow><mfenced><mtable><mtr><mtd><msub><mi>W</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msup><mi>α</mi><mn>2</mn></msup><msup><mi>β</mi><mn>2</mn></msup><mrow><mo>(</mo><mn>9</mn><mo>-</mo><mn>6</mn><mi>α</mi><mo>-</mo><mn>6</mn><mi>β</mi><mo>+</mo><mn>4</mn><mi>αβ</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>W</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>α</mi><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><msup><mi>β</mi><mn>2</mn></msup><mrow><mo>(</mo><mn>9</mn><mo>-</mo><mn>6</mn><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>α</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mn>6</mn><mi>β</mi><mo>+</mo><mn>4</mn><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>α</mi><mo>)</mo></mrow><mi>β</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>W</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>α</mi><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><msup><mrow><mo>(</mo
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其中，α，β为月面激光反射阵坐标的函数，
说 明 书
<p>技术领域
本发明属于月球行星科学技术领域，尤其涉及一种利用月面激光反射阵坐标标校月球 高程模型的方法。
技术背景
月球高程模型描述的是月球表面地形相对于某参考正球(一般取为半径为1738km的 正球)的高度变化，反映的是月球表面的起伏状况，亦称为月球地形模型。目前月球高程 模型均是通过月球探测器所携带的卫星激光高度计获取的测高数据反演得到，因此获取到 的模型精度不仅与探测器轨道的特征相关，还与高度计自身的属性相关。我国嫦娥一号卫星 自2007年10月份至2008年7月份共获取7,247,000个有效激光测高月面高程点，激光测 高数据可以有效反映月球的地形地貌，利用嫦娥一号激光测高数据建立了月球地形模型 CLTM-s01，日本学者指出该模型存在系统性偏差。事实上，不止国内的月球地形模型存在 该问题，较为常见的月球地形模型如Clementine，ULCN均有类似问题。研究表
明，激光高 度计在数据预处理中，首先需要对测距值进行晶振引起的系统误差修正，如嫦娥卫星携带 的高度计是通过测距值乘以修正因子0.9645得到的卫星至月球表面距离，如果修正因子存 在千分之一的误差会引起高程百米的误差，该误差无法通过轨道或是激光测高数据进行消 除。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供提出一种利用月面激光反射阵坐标标校月球高程模 型的方法，可以有效消除高程模型的系统性偏差，精确获取月球高程模型。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种利用月面激光反射阵坐标标校月球高程模型的方法包括以下步骤：
步骤S1、利用激光测高数据建立月球高程模型
设格网内有n个观测点，则
<maths><math><mrow><msub><mi>h</mi><mi>k</mi></msub><mo>=</mo><munderov
er><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>N</mi></munderover><msub><mi>c</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msub><msubsup><mi>Δλ</mi><mi>k</mi><mi>i</mi></msubsup><msubsup><mi>Δφ</mi><mi>k</mi><mi>j</mi></msubsup><mo>,</mo><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>,</mo><mi>n</mi></mrow></math></maths>
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