月球探测器成像观测任务设计与验证

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1、V01．24No．5航天器工程第24卷第5期!!墨里垒垦垦垦垦垒里!垦盟鱼!堕垦兰堡!堕鱼!!!!至!!旦月球探测器成像观测任务设计与验证邹昕邓湘金张熵陈丽平顾征(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要针对月球探测器月面软着陆与巡视勘察任务特点，进行需求分析和细化，识别出月面探测任务过程中着陆器动力下降、巡视器释放分离、两器月面工作状态、月面区域地貌状态等成像观测任务的关键环节，兼顾设计约束，开展成像仪器系统设计。基于各个成像观测任务关键环节，结合月面状态、探测器姿态和光照条件之间的相互影响，从成像仪

2、器视场遮挡情况、成像目标的阴影状态、视频的连贯性和数据传输的匹配性等方面，确定成像仪器配置及功能和性能参数。此成像观测任务设计已通过嫦娥三号探测器的在轨验证，为探测器状态的判断、分析及任务实施过程的评估提供了支撑，可为后续深空探测的成像观测任务设计提供参考。关键词月球探测器；着陆器；巡视器；成像观测任务中图分类号：V476．3文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．05．003DesignandVerificationforImagingObservationTasko

3、fLunarExplorerZOUXinDENGXiangjinZHANGHeCHENLipingGUZheng(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Inaccordancewithtaskcharacteristicsofsoftlandingandroversurveyforthelunarexplorer，thetaskdemandisanalyzedandrefined．Thekeyproc

4、essesareidentified，includingim—agingobservationtaskoflanderpowereddescent，roverreleasingandseparation，lander／roveractivestateonthelunarsurfaceandtopographystatusoflunarsurface．Thedesignconstraintsaresatisfiedsynchronizedly．Thesystemdesignofimaginginstruments

5、isdeveloped．Basedoneachkeyprocessofimagingobservationtaskandcombinedwithinterrelationshipamonglunarsurfacestatus，explorerattitudesandilluminationcondition，thecollocations，functionsandper—formanceparametersofvisibilityinstrumentsaredeterminedintheaspectsofocc

6、lusionconditionsofvisualinstruments’fieldofview，shadowedstatusofimagingobject，consistencyofvideoim—ageries，matchingofdatatransmissionandSOon．Thisdesignhasbeenverifiedbyon—orbitChang’e一3lunarexplorer，andprovidesthesupportsforjudgmentandanalysisofexplorerstate

7、andassessmentofimplementationprocess．ItcanbeusedasareferenceforimagingobservationtaskOfdeepspaceexploration．Keywords：lunarexplorer；lander；rover；imagingobservationtask收稿日期：2015—01-15；修回日期：2015-06—11基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：邹昕．女，工程师，从事航天器总体设计及有效载荷总体设计工作。Email：zouxi

8、n501@163．corn。第5期邹昕等：月球探测器成像观测任务设计与验证1引言深空探测是人类对未知宇宙空间以及宇宙演化过程探索的重要手段，而开展成像观测任务设计是深空探测任务的首要环节之一。成像观测任务设计是基于任务需求分析，针对成像观测任务的关键环节，结合设计约束，进行成像仪器系统设计，开展成像分析仿真验证，确定成像仪器的数量、配置、成像性能等具体参数，并最终得到深空探测成像观测任