月球幾何形狀的建模與算法的研究
本文選題:嫦娥一號 + 激光高度計 ; 參考:《天津理工大學(xué)》2012年碩士論文
【摘要】:月球是地球的近鄰,探測月球能幫助人類認(rèn)識宇宙的起源演化。利用月球探測數(shù)據(jù)對大地測量參數(shù)的準(zhǔn)確估計對得出精確的月球模型,更好的研究月球表面的資源有重要意義。本課題是使用嫦娥一號激光高度計所測數(shù)據(jù),通過研究計算月球的大地測量參數(shù)的新方法,擬合出更接近月球自然地形的曲面模型。論文的主要研究內(nèi)容包括: (1)對以往的月球參考模型,參數(shù)的計算方法以及數(shù)據(jù)的覆蓋域進(jìn)行了研究,提出了月球的三軸橢球體的三維擬合模型,并構(gòu)造了基于自適應(yīng)遺傳算法的模型實現(xiàn)算法。擬合結(jié)果表明經(jīng)計算得到的月球參考模型與歷史值相當(dāng),從而驗證了算法的有效性。 (2)利用遺傳算法擬合了月球的一般二次曲面模型,實驗分析證明得到的一般模型與三軸橢球體模型基本接近,說明月球的三軸橢球體模型是有效的,而且求解的一般模型更加符合月球的實際地形。 (3)嫦娥一號采樣數(shù)據(jù)是目前為止全球覆蓋面最廣的激光高度計數(shù)據(jù),,但是仍不能達(dá)到全球的覆蓋,本文根據(jù)數(shù)據(jù)采樣的特點利用三次樣條曲線對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行插值,并提出了使用B樣條插值曲面對月球進(jìn)行高分辨三維重建的方法,經(jīng)實驗證明該方法能夠得到光滑的曲面模型并且有很好的可視化效果。
[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.
【學(xué)位授予單位】:天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號】:P184
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:2051271
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