基于多探测任务遥感数据的新一代月球全球控制网构建方法研究

Lunar global control network is the geodetic datum in surveying and mapping of lunar surface and and reference frame for scientific applications of lunar exploration data. The widely used ULCN2005 global control network was build based on the lunar exploration data acquired in the last century and is of relatively low accuracy. There exist widespread spatial inconsistencies among the new lunar remote sensing data acquired by Chinese and international missions in the 21st century. There also exist large differences between the new data and ULCN2005. It is highly desirable to construct a new-generation lunar global control network using the newly acquired multi-mission data, so that to better support lunar science by synergistic use of multi-mission data...The objective of this research project is to develop systematic methods and techniques for construction of a new-generation lunar global control network using the latest orbital images and laser altimeter data from multiple missions. The theoretical model of lunar global adjustment with multi-mission data will be established. Systematic methods and key techniques will be proposed and developed, including rigorous and generic geometric modeling of orbital images, multi-scale feature extraction and matching among heterogeneous multi-mission remote sensing data, global adjustment computation and diagnosis of ill-conditioned system, etc. Based on the developed method and techniques, a new-generation lunar global control network can be constructed. It will be of great scientific significance and also valuable for engineering applications in the future.

月球全球控制网是月球测绘制图和月球探测数据科学应用的空间基准和控制框架。目前国际上通用的ULCN 2005月球全球控制网，所采用的是上世纪探测任务获取的数据，控制网全球精度较低。21世纪国际国内不同探测任务获取的月球遥感数据空间位置的不一致性以及与以往控制网的差异广泛存在。为了更好地综合利用各国探测任务获取的最新的月球探测数据进行月球科学研究，迫切需要基于多探测任务遥感数据构建新一代月球全球控制网。.. 本项目基于国际国内最新的月球遥感影像和激光高度计数据，建立多探测任务遥感数据全球平差的理论模型，突破多探测任务遥感影像严格几何建模和通用几何建模、异源月球遥感数据多尺度特征匹配、全球平差计算方法与病态性诊断等关键技术，建立基于多探测任务遥感数据构建新一代月球全球控制网的方法技术体系，具有重大的科学意义和应用价值。

月球全球控制网是月球测绘制图和月球探测数据科学应用的空间基准和控制框架，以往国际上通用的ULCN 2005月球全球控制网，所采用的是上世纪探测任务获取的数据，控制网精度较低，已不能满足21世纪以来月球制图和月球科学研究对于高精度定位控制基准的需求。为了更好地综合利用各国探测任务获取的最新的月球探测数据进行月球科学研究，迫切需要基于多探测任务遥感数据构建新一代月球全球控制网。..本项目的目标是基于国际国内最新的月球遥感影像和高程数据，研究构建新一代月球全球控制网的方法技术体系，突破相应关键技术。主要研究内容包括：多探测任务遥感影像严格几何建模和通用几何建模、异源月球遥感数据多尺度特征匹配、全球平差方法与解算病态性诊断等。..通过本项目的研究，提出了构建新一代控制网的具体方案和技术框架，研究开发了一系列的关键技术，包括：建立了月球多源轨道器影像的严格几何模型和通用几何模型，提出了在多重覆盖区域自动选取最优影像的方法，研究了全球平差模型，开发了大区域平差方法，针对平差解算病态的问题提出了构建虚拟控制点约束的多源数据平差方法等。本项目的理论研究成果和所开发的方法技术，为基于多探测任务遥感数据构建新一代月球全球控制网奠定了理论和技术基础，具有重要的科学意义和应用价值。..此外，为了支持我国嫦娥四号和嫦娥五号月球探测工程任务，项目组将项目研发的部分技术进行了拓展和应用，在着陆区制图、着陆点定位等方面做出了重要贡献。