首位“探月摄影师”随“嫦娥”上天

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/01 21:39:09
<br /><br />沪产激光高度计将“拍”下中国第一幅较高精度全月地形图
   2007-10-18      
不论“嫦娥”奔月还是登月,首先要制作一张月球地图,这是每个制订探月计划国家的必答题,有望于本月下旬发射的“嫦娥一号”卫星也不例外。记者昨天获悉,该星搭载上海科研人员自主研制的激光高度计,将承担我国首位“探月摄影师”之责,为世人拍下第一幅拥有较高精度的中国版全月地形图。

  首只太空“激光眼”

  作为“嫦娥一号”最重要的载荷之一,这台激光高度计的正样产品目前已装星。在上海可以见到其初样产品,“身长”30厘米,“体重”15公斤,看上去像是一台放在铁盒子里的摄像机,但它“拍”的东西可不是平面影像,而是三维立体的。令专家自豪的是,中科院上海技术物理研究所和上海光学精密机械研究所在以往科研基础上,仅用两年时间便按时交付这只“激光眼”,关键部件全部实现国产,整体水平达到国际先进,并即将成为我国首台发射进入太空的激光高度计。

  激光拍照“掐秒表”

  “激光眼”的制图形式非同一般,不是靠成像,而是靠“秒表”。激光高度计会向月球不断发射和接收反射回来的激光,并不断精确计时。“嫦娥一号”有了它,就好似向月亮表面一个接一个派出“光速短跑队员”,这些“运动员”一触到月面就即刻原路返回;激光高度计根据其“跑步”成绩,就能实时计算出其所跑距离,从而分辨出月面哪高、哪低,哪是山脉、哪是盆地,最终得到各处的实际海拔,合成为一幅带有月球高程的完整地形图。

  按计划,在“嫦娥一号”进入环月阶段后,激光高度计便开始工作,不论月球表面是白天还是黑夜,也不论卫星处于正飞还是侧飞,都将长期开机,在200公里轨道高度上,每隔一秒发射一束激光。就这样,“嫦娥”像绕绒线球一样,围着月亮转了一圈又一圈,留下一个个激光“足印”,把月表状况统统扫描下来。

  为后期着陆打基础

  激光高度计技术不仅将为后期探月工程打基础,还将延伸至其它深空探测领域。美国科学家在第一代和第二代火星探测器上都采用了这种激光高度计,通过不同颜色来标定不同高度,火星地貌简洁形象地展现出来,这也为火星探测器选定最佳着陆点提供了极有价值的依据。

  据透露,我国已开始着手火星和小行星探测论证,这类“激光眼”有望在其中发挥作用。<meta http-equiv="refresh" content="0; url=http://ybw.cc">
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<br /><br />沪产激光高度计将“拍”下中国第一幅较高精度全月地形图
   2007-10-18      
不论“嫦娥”奔月还是登月,首先要制作一张月球地图,这是每个制订探月计划国家的必答题,有望于本月下旬发射的“嫦娥一号”卫星也不例外。记者昨天获悉,该星搭载上海科研人员自主研制的激光高度计,将承担我国首位“探月摄影师”之责,为世人拍下第一幅拥有较高精度的中国版全月地形图。

  首只太空“激光眼”

  作为“嫦娥一号”最重要的载荷之一,这台激光高度计的正样产品目前已装星。在上海可以见到其初样产品,“身长”30厘米,“体重”15公斤,看上去像是一台放在铁盒子里的摄像机,但它“拍”的东西可不是平面影像,而是三维立体的。令专家自豪的是,中科院上海技术物理研究所和上海光学精密机械研究所在以往科研基础上,仅用两年时间便按时交付这只“激光眼”,关键部件全部实现国产,整体水平达到国际先进,并即将成为我国首台发射进入太空的激光高度计。

  激光拍照“掐秒表”

  “激光眼”的制图形式非同一般,不是靠成像,而是靠“秒表”。激光高度计会向月球不断发射和接收反射回来的激光,并不断精确计时。“嫦娥一号”有了它,就好似向月亮表面一个接一个派出“光速短跑队员”,这些“运动员”一触到月面就即刻原路返回;激光高度计根据其“跑步”成绩,就能实时计算出其所跑距离,从而分辨出月面哪高、哪低,哪是山脉、哪是盆地,最终得到各处的实际海拔,合成为一幅带有月球高程的完整地形图。

  按计划,在“嫦娥一号”进入环月阶段后,激光高度计便开始工作,不论月球表面是白天还是黑夜,也不论卫星处于正飞还是侧飞,都将长期开机,在200公里轨道高度上,每隔一秒发射一束激光。就这样,“嫦娥”像绕绒线球一样,围着月亮转了一圈又一圈,留下一个个激光“足印”,把月表状况统统扫描下来。

  为后期着陆打基础

  激光高度计技术不仅将为后期探月工程打基础,还将延伸至其它深空探测领域。美国科学家在第一代和第二代火星探测器上都采用了这种激光高度计,通过不同颜色来标定不同高度,火星地貌简洁形象地展现出来,这也为火星探测器选定最佳着陆点提供了极有价值的依据。

  据透露,我国已开始着手火星和小行星探测论证,这类“激光眼”有望在其中发挥作用。<meta http-equiv="refresh" content="0; url=http://ybw.cc">
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“嫦娥一号”将在24日傍晚发射
  据新华社报道,十七大代表、国防科工委主任张庆伟16日说,举世瞩目的“绕月”工程总体准备情况良好,有望在10月下旬首飞发射。而记者从有关方面获悉,“嫦娥1号”将在10月24日下午6时许发射升空。

  根据气象确定10月升空

  据专家透露,卫星最佳发射时间的确定相当复杂,需对当地雷电、降水和云量等因素进行详细分析,并结合相关历史资料来判断。在航天、卫星发射、气象、天文等多个部门反复协商下,最终确定了最佳发射窗口为10月24日下午6时05分左右。
  张庆伟曾对媒体表示,年内比较适合的首发时段是在4月和10月。“在综合考虑气象等因素对发射窗口的要求,经过优化选择,最后定在10月下旬。”他同时指出,这次中国“嫦娥”飞天,对月球的观测主要做三方面的工作:描画月图,不仅画月球平面图,还要在此基础上进行立体测绘,画出月球立体的地形地貌;其次要对月壤进行观测分析,分析其表面成分;第三是对月日、月地空间环境进行研究。
  目前西昌卫星发射中心的准备工作紧张而有序。据了解,现在卫星已经到了发射场,并完成了加注和测试。长征三号甲运载火箭也正在进行测试。箭、星已竖立在发射台上,星箭体间调试正在有条不紊进行中。
  据悉,为确保“嫦娥1号”顺利升空,西昌卫星发射中心对2号、3号发射塔都进行了数十项技术改造。目前,中心两个塔架均具备发射“嫦娥1号”的能力。有专家评价说,升级后的3号发射塔架已成为世界上最先进的发射塔架之一。数天之后,“嫦娥1号”将从85米高的3号发射塔起飞,奔往38万公里之外的月球。

  17年前就曾有探月设想

  1990年,航空航天部召开会议讨论技术上探月的可行性。
  此时,发射通信卫星的长征3号甲运载火箭正在研制中,设计人员便设想让首枚长征3号甲运载火箭发射一个有意义的金属物体到月球上,这个物体上面绘有中国国旗,并取名为“探月一号”。一旦它到达月面,就相当于在月球上贴了一个中国标签,并可以永远地将其“烙”在月球上。但这个设想后来没有实施。
  1997年,火箭研制人员再次提出,可否利用试飞的机会,往月球上发送一个具有简单功能的月球探测器。研制人员还设想,用记忆合金在月球上展开一幅大地图。但这个设想最终也没有付诸实施。
  为什么接连两次提出的方案都没有得到批准?除了远距离的测控能力不足等技术原因和经费问题外,一个重要的原因就是,当时提出的探月方案没有明确、系统的科学目标和工程目标,也没有发展的连续性。即使技术方案做出来了,轨道精度也达标了,但是发射一个“铁蛋蛋”到月球上去干什么呢?

  “绕”月费用等于两公里地铁

  据栾恩杰介绍,“嫦娥工程”设想为三期,简称为“绕、落、回”三步走,在2020年前后完成。
  第一步为“绕”,即在今年10月,发射我国第一颗月球探测卫星,突破至地外天体的飞行技术,实现首次绕月飞行。
  第二步为“落”,即计划在2012年前后,发射月球软着陆器,并携带月球巡视勘察器(俗称月球车),在着陆器落区附近进行就位探测,这一阶段将主要突破在地外天体上实施软着陆技术和自动巡视勘测技术。
  第三步为“回”,即在2020年前,发射月球采样返回器,软着陆在月球表面特定区域,并进行分析采样,然后将月球样品带回地球,在地面上对样品进行详细研究。这一步将主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术。
  据国防科工委月球探测工程中心副主任郝希凡介绍,探月工程分为三步,目前进行的属于一期工程,将突破地月转移轨道和近月制动等关键技术,实现绕月探测,对月球进行全球性普查式探测;二期工程主要任务是实现软着陆和巡视探测,开展月球区域性的精细就位探测;三期工程则是掌握月面起飞、月面取样和月球轨道交会对接、月-地返回飞行的技术。
  “绕月探测工程全部完成,估计最多数百亿元人民币。”中国科学院院士欧阳自远表示,第一期工程总投资约14亿元人民币,仅相当于北京市两公里地铁的造价。
就是激光测距仪嘛,还什么平面啊三维啊。
谁知道这个轨道上速度是多少呢?一秒一次可以知道水平分辨率了
原帖由 98cowboy 于 2007-10-18 13:33 发表
就是激光测距仪嘛,还什么平面啊三维啊。
谁知道这个轨道上速度是多少呢?一秒一次可以知道水平分辨率了

原理一样,但不是一回事。
原帖由 目视前方1 于 2007-10-18 16:44 发表

原理一样,但不是一回事。



哦?说来听听
这个是激光立体扫描设备,采集数据确实是跟激光测距仪一样的原理,但是他是类是拍像片一样,一幅一幅的扫描,获得结果类似摄影测量。
]]
参考用的
机载激光雷达

机载激光雷达(LIDAR)是一个集现代三种尖端技术于一身的空间测量系统。它又分为用于获得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的海道测量LIDAR系统,这两种系统的共同特点都是利用激光进行探测和测量,这也正是LIDAR一词的英文原译,即:LIght Detection And Ranging - LIDAR。

 随着空间数据应用领域的不断扩大,对获取准确可靠空间数据的要求也越来越高。机载激光雷达“LIDAR”作为一种经济可靠的技术也随之孕育而生。目前LIDAR在欧美地区已有十年的成功使用经验,在澳洲也有五年的历史。

 从功能上讲,LIDAR是一种集激光,全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一身的系统,用于获得数据并生成精确的DEM。这三种技术的结合,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。

 激光本身具有非常精确的距离校正能力,其距离精确度可达几个厘米,而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素外,还取决于GPS及惯性测量部件(IMU)等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。

 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束离散的光脉冲,打在物体上并反射,最终被接收器所接受。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播,所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光始发方向,就可以准确地计算出每一个地面光斑的坐标X、Y、Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。例如,频率为每秒一万的脉冲,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言,LIDAR系统的地面光斑间距在2-4米不等。

 有些LADAR系统能记录同一脉冲的多次反射。光束可能先打在树冠的顶端,其中的一部继续向下打在更多的树叶或枝干上,有些甚至打在地面上被返回,这样就会有一组多次返回的具有X、Y、Z坐标的点记录。这个技术不仅可以用于获取地面高程,还可以同时获取树高及建筑物的高度等。

 鉴于地形地物的不同,激光束的反射特性也不同,例如用于地形测量的激光将不能穿透水面,并且只能记录很少的有关水面的数据。如需要记录海底地形,则应使用不同参数的LIDAR技术。

 与上面所讲的地形机载激光雷达相比,海道测量机载激光雷达的使用要早的多。机载LIDAR的海道测量是从六十年代中期发展起来的。最先进可靠的一种设备叫做扫描海道测量机载激光雷达测量(SHOALS)系统。它是一种多用途的海道测量LIDAR系统。

 SHOALS系统与地形LIDAR有几个基本的不同,首要区别在于大多数地形LIDAR系统只用单光源(多采用近红外光束)测量物体,而SHOALS系统则用了两种不同波长的激光束对水底进行测量。SHOALS在采用红光(或红外光)测量水面的同时,用蓝绿光穿透水面测量水底。海道测量LIDAR同时发射两束不同波长的激光脉冲射向水面,红光在水面被直射反射回,而蓝绿光在穿透水底后被海底反射回,这两个光束的接收时间差即为水的深度。第二个区别是激光束发射频率的不同。地形LIDAR一般为30KHz以上,而SHOALS系统的频率相当低,多为400Hz。最后一个区别在于两个系统完全不同的能量要求。地形LIDAR系统可以在小型飞机或直升飞机上操作,而SHOALS系统则需要稍大型的飞机提供更多的能量。这是因为SHOALS系统需要更高能量的激光束穿透水层以测量水底。

 通常,海道测量LIDAR所能测量的海水深度为50米,此一深度随水质清晰度的不同而变化。因此可探深度对SHOALS系统而言是其水下应用的一个重要限制因素。

 机载激光雷达是一种成本效率高的获取空间数据的方法。其绝对精度可在0.1米到0.5米之间。它的优势在于对大范围,沿岸岛礁海区,不可进入地区,植被下层,地面与非地面数据的快速获取。而这正是用其他方法所不能得到的或是在高昂成本下才能获得的。因此LIDAR技术提供了一种方便、快速、节省的空间数据获取方法。
呵呵,原来你说的激光雷达啊,呵呵。
问题是“身长”30厘米,“体重”15公斤”
还有 “在200公里轨道高度上,每隔一秒发射一束激光。就这样,“嫦娥”像绕绒线球一样,围着月亮转了一圈又一圈,留下一个个激光“足印”,把月表状况统统扫描下来。”
你觉得可能是带扫描的激光雷达吗?我觉得就是一简单测距仪,呵呵。这玩意。。。哈哈哈
其实原文中有这句 “按计划,在“嫦娥一号”进入环月阶段后,激光高度计便开始工作”。
没必要想太多了。
]]
簡單講就是CCD照相機+雷射測高計,因為差日本那個HDTV攝影機太多
就弄個名詞唬人;P ;P ;P
原帖由 DAIMOS1111111 于 2007-10-19 09:11 发表
簡單講就是CCD照相機+雷射測高計,因為差日本那個HDTV攝影機太多
就弄個名詞唬人;P ;P ;P


等测回来地形再说
CCD+“测高仪”测绘地形够了
弄个电视摄像机并无什么难度。

日本测绘月球表面用的也是同样的东西
原帖由 目视前方1 于 2007-10-19 09:47 发表


等测回来地形再说
CCD+“测高仪”测绘地形够了
弄个电视摄像机并无什么难度。

日本测绘月球表面用的也是同样的东西


你也弄個HDTV試試看;P ;P ;P ;P
原帖由 DAIMOS1111111 于 2007-10-19 09:50 发表


你也弄個HDTV試試看;P ;P ;P ;P



把这厮也引来了,呵呵,说来听听那摄像机有多H吧,就算再H光靠它就3D了?
原帖由 DAIMOS1111111 于 2007-10-19 09:50 发表


你也弄個HDTV試試看;P ;P ;P ;P

那好吧
你说说看,这个电视摄像机用来干什么的?
かぐやのミッション

月の表面を調べるミッション
1.蛍光X線分光計         月の表面の元素の分布を調べます
2.ガンマ線分光計         月の表面の元素の分布を調べます
3.マルチバンドイメージャ         月の表面の写真を撮って、色の違いから岩石の分布を調べます
4.スペクトルプロファイラ         岩石の種類をより詳しく調べます

月の地形や地下のつくりなどを調べるミッション
5.地形カメラ         2台のカメラでステレオ写真を撮り月の地形を調べます
6.月レーダサウンダー
 アンテナ         月の地下2~5キロメートルくらいまでの地層や断層などを調べます
7.レーザ高度計         レーザを使って月の地形と標高を調べ、地図を作ります

月の環境を調べるミッション
8.月磁場観測装置         月の磁場を詳しく計ります
9.粒子線計測器         月の表面に降り注ぐ宇宙線と、月での火山活動の様子を調べます
10.プラズマ観測装置         月の周りのプラズマを調べます
11.電波科学         月の電離層を調べます

月の重力の分布を調べるミッション
12.リレー衛星対向中継器         月の裏側の重力の分布を調べます
13.衛星電波源         月の表側の重力の分布をより詳しく調べます

月から地球を調べるミッション
14.プラズマイメージャ         地球のオーロラなどを撮影します

月と地球などを鮮明に撮影するミッション
15.ハイビジョンカメラ         月面上での「地球の出」などを撮影します
原帖由 目视前方1 于 2007-10-19 10:05 发表

那好吧
你说说看,这个电视摄像机用来干什么的?

可以照這個

原帖由 DAIMOS1111111 于 2007-10-19 10:56 发表

可以照這個



movie is just a sequence of pictures.

CCD pictures can become movies with better clarity than any HDTV right now.

The so-called HDTV only have 1024 pixel horizontally. How can it compare to CCD pictures?
原帖由 DAIMOS1111111 于 2007-10-19 10:56 发表

可以照這個


:L

.......

CCD比这个能干得多,将来登陆月表地形图和月球重力场是必须的,CCD+激光测距仪可以以一定程度上解决地形图问题,电视摄像机可不成。
原帖由 typecheck 于 2007-10-19 13:01 发表


movie is just a sequence of pictures.

CCD pictures can become movies with better clarity than any HDTV right now.

The so-called HDTV only have 1024 pixel horizontally. How can it compare t ...


HDTV是指規格,CCD是攝錄方式,兩者互不衝突,日本這HDTV應該也是用CCD的
強在那裡??傳輸率,這表現日本超強的電子能力--
]]
原帖由 DAIMOS1111111 于 2007-10-19 09:50 发表


你也弄個HDTV試試看;P ;P ;P ;P

看你说得那么利害,你也来搞一个吧.
原帖由 目视前方1 于 2007-10-19 19:16 发表
这是两码事
测绘地形是不可能使用HDTV的


1:日本那個也有CCD的

2:誰說不行,用HDTV給你來個連續射影,測匯出來的地形決對比你詳細太多,只是技術很復雜而已--
2:誰說不行,用HDTV給你來個連續射影,測匯出來的地形決對比你詳細太多,只是技術很復雜而已--


废话,月亮女神不装CCD那还去月球干嘛...........


红字部分是不正确的。

目前来说HDTV即使是当作DC来使用,他的分辨率和其他都比不上专业的测绘相机,不然测绘相机早就停止发展了,新兴的激光雷达和激光卫星也可以不搞了。