基于光学成像的4179小行星表面反射特性研究

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1、硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文基于光学成像的4179小行星表面反射特性研究RESEARCHONREFLECTIONPROPERTIESOFASTEROID4179BASEDONOPTICALIMAGES赵赵赵东东东方方方哈哈哈尔尔尔滨滨滨工工工业业业大大大学学学2015年年年6月月月国内图书分类号：TP391.9学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工工工学学学硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文基于光学成像的4179小行星表面反射特性研究硕士研究生：赵东方导师：刘家锋副教授申请学位：工学硕士学科：计算机科学与技术所在单位：计算

2、机科学与技术学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP391.9U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONREFLECTIONPROPERTIESOFASTEROID4179BASEDONOPTICALIMAGESCandidate:ZhaoDongfangSupervisor:Prof.LiuJiafengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:C

3、omputerScienceandTechnologyAffiliation:SchoolofComputerScienceandTechnologyDateofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要2012年12月13日，我国的月球探测器嫦娥二号在距地球约700万公里的深空，以10.73km/s的速度770m的最近距离成功飞掠4179小行星Toutatis，获得了最高分辨率优于3m的系列可见光图像，在国际上首次获

4、得4179小行星的清晰影像。本文拟通过对成像相机辐射定标数据处理，获取成像时刻4179小行星表面真实辐射亮度来研究4179小行星表面反射特性，具体内容如下：（1）使用1.6m积分球和光谱辐射计获取对4179小行星成像的嫦娥二号太阳翼监视相机的备份产品进行辐射定标，获得了十个辐亮度等级R、G、B三谱段的相机辐射定标数据。（2）应用最小二乘拟合方法，对相机辐射定标数据进行处理，获取相对定标校正矩阵，校正原始定标数据和4179小行星图像，以降低由于器件原因导致的像元响应不一致的问题。用校正后的定标数据获取绝对定标系数，将该系数应用于校正后的小行星图像，反演成

5、像时刻4179小行星表面真实辐射亮度，获得成像时刻4179表面辐射亮度分布图。（3）基于表壤的辐射传输理论，研究4179小行星表面反射特性。由于嫦娥二号对4179小行星成像的特殊性，本文从反射率定义标准出发，根据Hapke对Nicodemus半球反射率的定义标准在行星科学应用中的描述，结合成像时刻4179小行星与太阳的距离、表面太阳光谱辐照度、成像光线条件等信息，获得4179小行星表面平均光谱反照率及表面反照率分布图。基于空间光学成像的行星表面反射特性研究方法，在行星科学研究中有应用价值。本文首次尝试使用基于空间光学成像的方法获得4179小行星表面光谱

6、反照率及4179小行星的表面反照率分布图。这些数据可以为进一步分析小行星表面的局部光学特性以及形态学特征等提供有力支持，这对4179小行星科学研究有重要意义。关键词：4179小行星；嫦娥二号探测器；表面反射特性；反照率；辐射定标与校正-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractOnDec.13th2012,Chang’e-2probemadeasuccessflybyofAsteroid4179Tou-tatisataspeedof10.73km/sindeepspaceofabout7millionkilometersawayfromtheEa

7、rthwith770mnearestdistance,acquiringaseriesofopticalimageswithhighreso-lutionbetterthan3m.ItisthefirsttimehumanacquiresuchclearimagesofAsteroid4179intheworld.Inthispaper,weprocesstheradiationcalibrationdataofimagingcamera,obtainingoriginalintensityofasteroidanditsrealsurfaceradia

8、ncetostudy4179reflectioncharacteristicsofanaster