一种真实感虚拟月面建模方法

虚拟现实技术的出现为月球漫游车的设计、试验、优化等提供了新的有效手段,构建逼真的虚拟月面是进行该类研究的一个基础。提出了一种真实感虚拟月面建模方法,该方法利用分形技术生成月面基础地形,在此基础地形之上基于两点假设和统计信息添加陨石坑模型和石块,并在外围拼接山坡模型,最后生成效果逼真的参数化、可重用的虚拟月面模型。仿真结果表明该虚拟月面模型满足虚拟现实环境下进行月球车在凹凸不平月面上的运动学、动力学仿真试验的需求。     

Experimental research and statistical analysis on the dielectric properties of lunar soil simulators

To support the microwave brightness data retrieval of future China space-borne lunar exploration microwave radiometer, based on the collection of plentiful terrestrial basalts and anorthosites and their chemical compositions got by X-ray fluorescence, nine lunar soil simulators were prepared and made respectively into 0.8, 1.0, 1.2, 1.4 and 1.6 g/cm3 five densities each. We measured their relative dielectric constants over the range of 0.5-20 GHz with open-ended coaxial line model on the HP8722C Network Analyzer and then processed and analyzed the measurement data. This study shows that among the three parameters of density, frequency and composition, density has the strongest effect on the relative dielectric constants, frequency comes second, composition the least. The three parameters account for 45%, 33% and 22% respectively of the changed real part of a relative dielectric constant, and 55%, 27% and 19% respectively of the changed imaginary part. The real parts of the relative dielectric constants are linearly linearly correlated with density or frequency, and the imaginary parts have a linear relation with both approximately over the range of 0.5-10 GHz and tend to be poorly correlated with them in 10-20 GHz. The effect of composition on a relative dielectric constant seems very complicated, both probably do not follow a simple function relation, with the least correlation. Multiple regression analysis indicates that major element oxides SiO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2 and AFe are correspondent to a one-order polynomial, and TiO2 or AFe or TiO2 ΔFe has not been proven to be the indicators in the contribution to the relative dielectric constants.     

地磁太阴日变化L的M2潮变化特征

用M2潮引起的地磁太阳日变化L的谐波分析方法,计算了佘山地磁台的磁偏角、水平和垂直分量L的谐波系数。分离出海洋和电离层发电机对L的贡献,讨论了太阳活动对地磁太阳日变化的影响,并把结果与国外部分台站的结果进行了对比分析。     

沙质环境中基于视觉的月球车定位方法

视觉里程计是月球车上重要的传感器之一,能够实现月球车在松软月面的定位,并对滑转率进行估计．针对沙质的月面模拟环境,为月球车开发了适应能力强的视觉里程算法．首先,研究基于形态学的图像增强算法以保证提取到足够多的特征点;其次,在对极线约束下实现角点的匹配,并且通过优化搜索窗口尺寸和预估搜索方向等方法提高匹配和跟踪的效率;再其次,采用随机抽样一致（RANSAC）算法进行运动估计,计算巡视器在6个自由度上的姿态变化;最后,在月面模拟场地对视觉里程算法进行试验,证明所提算法在特征稀少的环境中仍能保持较高的稳定性和定位精度．     

月神及月崇拜探微

古人膜拜天体自然,并演绎了不少神话传说,对月亮的崇拜也是如此。古代月神话与月崇拜大致包括三个方面的内容：古人月神观念产生的原因,认为月神观念的产生和发展,与早期农牧业生产和农牧业社会是分不开的;中国古代神话中的几种月神形象：月母常羲,月神西王母,嫦娥奔月等;月神话的寓意。     

具有月面适应性的月球车着陆释放机构

为了提高月球车着陆释放机构对各种复杂环境的适应性,综合了不同释放环境后给出了具有代表意义的极限释放环境.根据极限释放环境和释放过程对释放机构的运动要求,通过建立释放机构D-H矩阵,采用运动轨迹规划方法,得出了摇臂式释放机构的运动规律曲线;按照该运动规律曲线,引入不完全轮系作为传动约束,设计了分段渐倾式、摇臂式释放机构.实验结果表明,在月球车释放过程中,释放机构实测运动规律与理论运动规律吻合较好,在极限俯仰、极限侧倾和存在石块的释放环境下,该释放机构均能顺利完成月球车释放任务.     

China''s Lunar Exploration Program——The Third Milestone for China''s Space Industry

1PrefaceThe moon is the only natural satellite of theEarth.It has a tranquil,bright and clearappearance in the eyes of people on the Earth.Because of its thin brilliance that brings loverswith quiet warmthinthe night,it is likened to ajade plate or a lovely and graceful woman.In the late1950s and early1960s of the lastcentury,the former Soviet Union and the UnitedStateslaunched spacecraft to explore the moon insuccession.Particularly,the U.S.performedthefirst manned landing in the Apollo11…     

基于广义乘子法的月球软着陆轨道快速优化设计

从探月器质心运动方程组出发,以探月器环绕月心的旋转角速度为中间变量,通过积分变换,将其对时间变量的积分转化为对状态变量的积分,使得原问题转化为终端积分变量固定型最优控制问题.在此基础上,通过优化变量的直接离散化和四阶Admas预测一校正数值积分方法,将软着陆轨道优化问题转化为有约束非线性规划问题.采用广义乘子法处理约束条件,采用拟牛顿法求解处理后的无约束最优化问题.仿真结果表明,此方法收敛速度快(耗时小于1s),优化精度高(接近理论最优解),对初始控制量不敏感、鲁棒性好.可用于探月器机载计算机实时生成软着陆轨道.     

月球极区冻土模拟月壤钻进试验研究

月球极区已经发现水资源存在的证据,极区水资源的探测、采集与利用技术日益成为世界各国研究的热点。冻土是月球极区水资源存在的重要形式,对极区冻土实施采样返回作业是未来深空探测的重要任务内容。为满足未来冻土采样任务需求,在中国首次开展了冻土模拟月壤采样技术试验研究。基于探月三期模拟月壤制备基础,结合国内外极区冻土类月壤含水量探测与分析信息调研,进行不同含水量的冻土模拟月壤制备,开展钻取试验,初步总结冻土类模拟月壤钻进特性。通过试验得出结论,相较于高密实度的无水模拟月壤,冻土类月壤黏度更大,所需钻进力载更大,钻进过程排粉状态明显不同,需采用的钻进策略也有显著差别,样品形态因含水量不同呈现块状散体或柱状。试验获得了冻土模拟月壤钻进特性第一手资料,可支持后续冻土月壤采样技术深入研究。     

月球重力场模型研究进展及展望

第一,整理了自人类开始探月以来所有和月球重力相关的探测卫星,以及自学者开始研究月球重力场以来所有重要的月球重力场模型。第二,根据探月跟踪模式的发展过程,详细介绍了各阶段跟踪模式的原理,并以示意图的形式展现,同时列举了各阶段跟踪模式下的重力场模型。第三,对月球重力场反演方法进行了介绍,主要包括短弧积分法和天体力学法。第四,对各个探月阶段具有代表性的重力场模型进行介绍,主要包括：8×4重力场模型、Lun60D、LP165P、SGM100i和GL0420,并进行了精度对比,发现最新一代模型精度比之前提高了4个数量级。第五,介绍了本团队在月球重力探索方向研究进展。第六,介绍了月球重力场模型在探究月球内部构造和卫星定轨方面的应用,并结合现代技术以及目前重力场反演的不足,提出以后可以改进的方案：应用重力梯度仪和获取月球表面真实重力数据。