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月球几何形状的建模与算法的研究

发布时间:2018-06-22 03:02

  本文选题:嫦娥一号 + 激光高度计 ; 参考:《天津理工大学》2012年硕士论文


【摘要】:月球是地球的近邻,探测月球能帮助人类认识宇宙的起源演化。利用月球探测数据对大地测量参数的准确估计对得出精确的月球模型,更好的研究月球表面的资源有重要意义。本课题是使用嫦娥一号激光高度计所测数据,通过研究计算月球的大地测量参数的新方法,拟合出更接近月球自然地形的曲面模型。论文的主要研究内容包括: (1)对以往的月球参考模型,参数的计算方法以及数据的覆盖域进行了研究,提出了月球的三轴椭球体的三维拟合模型,并构造了基于自适应遗传算法的模型实现算法。拟合结果表明经计算得到的月球参考模型与历史值相当,从而验证了算法的有效性。 (2)利用遗传算法拟合了月球的一般二次曲面模型,实验分析证明得到的一般模型与三轴椭球体模型基本接近,说明月球的三轴椭球体模型是有效的,而且求解的一般模型更加符合月球的实际地形。 (3)嫦娥一号采样数据是目前为止全球覆盖面最广的激光高度计数据,,但是仍不能达到全球的覆盖,本文根据数据采样的特点利用三次样条曲线对测量数据进行插值,并提出了使用B样条插值曲面对月球进行高分辨三维重建的方法,经实验证明该方法能够得到光滑的曲面模型并且有很好的可视化效果。
[Abstract]:The moon is a close neighbor of the earth. Exploring the moon can help us understand the origin and evolution of the universe. The accurate estimation of geodetic parameters using lunar exploration data is of great significance to obtain accurate lunar model and better study the resources of lunar surface. Based on the data measured by Chang 'e-1 laser altimeter and a new method for calculating the geodetic parameters of the moon, a curved surface model which is closer to the lunar natural terrain is obtained. The main contents of this paper are as follows: (1) the previous lunar reference model, the calculation method of parameters and the coverage of the data are studied, and the three-dimensional fitting model of the lunar triaxial ellipsoid is proposed. A model implementation algorithm based on adaptive genetic algorithm is constructed. The fitting results show that the calculated lunar reference model is equivalent to the historical value, which verifies the validity of the algorithm. (2) the general conic surface model of the moon is fitted by genetic algorithm. The experimental results show that the general model is close to the triaxial ellipsoid model, which shows that the lunar triaxial ellipsoid model is effective. Moreover, the general model is more consistent with the actual lunar topography. (3) the Chang 'e-1 sampling data is by far the most extensive laser altimeter data in the world, but it still cannot reach the global coverage. In this paper, the cubic spline curve is used to interpolate the measured data according to the characteristics of data sampling, and a high resolution 3D reconstruction method using B-spline interpolation curve to face the moon is proposed. Experiments show that the method can get smooth surface model and has a good visualization effect.
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P184

【参考文献】

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本文编号:2051271

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