高分辨月球地形建模及数据仿真研究

1144766066 · 发表于 2022-5-12 10:23:04

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月球表面地形数学模型的建立是月球探测器和月面巡视探测器研制的设计基础，是登月飞行器和科学探测仪器设计的重要输入条件和约束条件。本文从数字高程表面建模的研究入手，论述了基于模型的月球表面建模的必要性，以支持月球安全着陆分析控制仿真为目的，详细研究了月球表面典型地貌的数学模型和统计模型，建立了月球表面数字高程模型，设计了高分辨月球地形生成算法，完成了月面地形生成软件的设计和实现。本文主要研究内容如下： 1．对DEM表面建模理论进行深入研究。本文介绍了数字高程表面建模的基本理论，阐述了数字高程建模的步骤和方法，讨论了在建模过程中采用的网格类型和内插方法，提出了采用正方形网格和克里金插值法来对月球表面的基础地形数据进行处理的方法。 2．通过对国内外已有月面高程数据的分析、对比，总结出月球表面的地形地貌特征。通过对月球表面地形地貌的分析，提炼出表征月球表面地形地貌的基本元素—坡度、撞击坑和障碍物，以指导月球表面DEM建模和仿真。 3．根据月球表面地形地貌特点，建立月球表面典型地形数学模型。根据对建模理论和月球表面典型地貌特点的分析，分别建立了月球表面撞击坑和石块的数学模型，并与国内外现有月球表面模型进行了比较，为完成月表的DEM建模奠定了基础。 4．设计并实现高分辨率月球数字地形生成算法，并对可能因为内存限制产生的题目进行了详细分析，将该算法产生的结果与其他算法的结果进行了比对，以期能够为月面地形生成软件的设计与实现提供思路。 5．最后完成了月面地形生成软件的设计和实现，通过其他软件的验证，结果表明，该月面地形生成软件所产生的仿真测试数据能够支持月球着陆安全分析等其他软件的测试和分析，具有工程实用性。

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