地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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邸凱昌，劉召芹，萬文輝 等 著

圖書標籤:

• 月球遙感
• 火星遙感
• 遙感製圖
• 探測車導航
• 定位
• 地球觀測
• 導航技術
• 行星探測
• 空間技術
• 地理信息係統

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030428387

版次：1

商品編碼：11668378

包裝：平裝

叢書名： 地球觀測與導航技術叢書

開本：16開

齣版時間：2015-03-01

用紙：膠版紙

頁數：260

正文語種：中文

內容簡介

　　《地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位》係統闡述月球和火星遙感製圖與探測車導航定位的理論、方法技術與應用，匯集國傢863計劃、自然科學基金、973計劃和中國科學院“百人計劃”等項目支持下取得的一係列最新成果。總結月球和火星探測任務及遙感製圖與探測車定位發展現狀，係統闡述月球和火星坐標係統與控製網、月球和火星軌道器定軌定姿與遙感製圖、月球和火星探測車導航定位、月球和火星探測車影像製圖等理論和關鍵技術，最後，綜閤介紹遙感製圖與導航定位技術，在我國嫦娥三號月球車與美國勇氣號和機遇號火星車探測工程任務中的應用。

目錄

《地球觀測與導航技術叢書》齣版說明
序一
序二
前言

第1章 緒論
1.1 月球和火星探測概述
1.1.1 月球探測概述）
1.1.2 火星探測概述
1.2 月球和火星遙感製圖與探測車導航定位的意義
1.3 月球和火星遙感製圖與探測車導航定位發展現狀
1.3.1 月球遙感製圖發展現狀
1.3.2 火星遙感製圖發展現狀
1.3.3 月球和火星探測車導航定位發展現狀
1.4 月球和火星製圖和定位與對地觀測製圖和定位的差異
參考文獻

第2章 月球和火星坐標係統與控製網
2.1 月球和火星全球坐標係
2.2 月球和火星的鏇轉參數
2.3 月球和火星全球坐標係的坐標轉換
2.4 月球和火星地圖投影
2.4.1 等距圓柱投影
2.4.2 墨卡托投影
2.4.3 等角方位投影
2.4.4 正射投影
2.4.5 摩爾威德投影
2.4.6 等角圓錐投影
2.4.7 全球地圖投影方案
2.5 月球和火星全球控製網
2.6 用於著陸巡視探測的局部坐標係
參考文獻

第3章 月球和火星軌道器數據幾何建模與遙感製圖
3.1 月球和火星軌道器定軌定姿
3.1.1 月球和火星軌道器定軌基本原理
3.1.2 嫦娥一號和嫦娥二號軌道器的定軌
3.1.3 國外月球和火星軌道器的定軌
3.1.4 月球和火星軌道器定姿
3.2 軌道器影像嚴格幾何模型
3.2.2 外定嚮
3.3 軌道器影像光束法平差與三維製圖
3.3.1 CE-1影像姿態角常差改正
3.3.2 CE-2影像自檢校光束法平差與三維製圖
3.3.3 H影像光束法平差與三維製圖
3.4 軌道器影像通用幾何模型
3.4.1 通用幾何模型的建立
3.4.2 基於時間變量的有理函數模型
3.4.3 有理函數模型對於行星軌道器影像的適用性
3.4.4 基於有理函數模型的軌道器影像平差
3.5 激光高度計數據軌道交叉點平差
3.5.1 月球及火星激光高度計數據簡介
3.5.2 CE-1激光高度計數據軌道交叉點時空分析
3.5.3 CE-1激光高度計數據軌道交叉點平差
3.5.4 新的4H0)全月球KHA
3.6 軌道器影像和激光高度計數據配準
3.6.1 軌道器影像和激光高度計數據不一緻性分析
3.6.2 CE-1月球軌道器影像和激光高度計數據配準
3.6.3 MGS火星軌道器影像和激光高度計數據配準
參考文獻

第4章 月球和火星探測車導航定位
4.1 航跡推算法探測車定位
4.2 基於立體影像的探測車定位
4.2.1 基於視覺測程的連續定位
4.2.2 基於站點間圖像的探測車定位
4.2.3 立體相機/IMU/裏程計集成定位
4.3 基於探測車影像與軌道器影像配準的定位
4.3.1 基於石塊特徵匹配的探測車定位
4.3.2 基於地麵影像KLA同衛星影像匹配的探測車定位
4.4 恒星法探測車定位
4.5 著陸器定位
4.5.1 基於地標的交會定位
4.5.2 基於降落相機序列圖像的定位
4.6 探測車導航路徑規劃
參考文獻

第5章 月球和火星探測車影像製圖
5.1 探測車立體相機影像嚴格幾何建模
5.1.1 攝影測量模型
5.1.2 CAHV和CAHVOR模型
5.1.3 CAHVOR模型到攝影測量模型的轉換
5.1.4 攝影測量模型到CAHVOR模型的轉換
5.2 立體相機幾何標定
5.3 探測車立體影像三維測圖能力分析
5.3.1 立體相機測圖理論精度
5.3.2 火星車和月球車立體相機測圖精度
5.4 探測車影像光束法平差
5.4.1 自由網平差模型
5.4.2 帶限製條件的平差
5.4.3 光束法平差結果
5.5 探測車影像匹配與三維測圖
5.5.1 基於特徵點約束的探測車影像匹配
5.5.2 傳統馬爾可夫隨機場模型
5.5.3 自適應馬爾可夫場模型
5.5.4 探測車影像三維測圖
5.6 探測車長基綫測圖
5.6.1 探測車長基綫測圖精度
5.6.2 探測車長基綫平差結果
5.6.3 探測車長基綫影像匹配和製圖
5.7 變分辨率數字高程模型
5.7.1 變分辨率數字高程模型
5.7.2 變分辨率KHA生成算法
5.7.3 變分辨率KHA應用實驗
5.8 全景影像自動拼圖
5.8.1 柱麵全景影像拼圖
5.8.2 全景影像拼圖實驗
參考文獻

第6章 月球和火星遙感製圖與導航定位技術的工程應用
6.1 定位製圖技術在嫦娥三號月球探測任務中的應用
6.1.1 嫦娥三號定位製圖坐標係統
6.1.2 月球軌道器影像製圖
6.1.3 嫦娥三號導航相機影像製圖
6.1.4 嫦娥三號著陸點定位
6.1.5 嫦娥三號月球車定位
6.1.6 嫦娥三號月球車巡視探測路徑規劃
6.1.7 嫦娥三號遙操作成果製圖係統
6.1.8 嫦娥三號定位製圖産品的科學應用探討
6.2 定位製圖技術在美國火星車探測任務中的應用
6.2.1 軌道器影像著陸區製圖
6.2.2 火星車製圖産品
6.2.3 火星車著陸點定位
6.2.4 火星車定位
6.2.5 火星車定位製圖産品可視化與發布
6.2.6 火星車定位製圖産品的科學應用
參考文獻
索引

精彩書摘

　　《地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位》：
　　第1章 緒 論
　　本章首先簡要總結國際國內月球和火星探測任務，包括其科學目標和所搭載的科學儀器等，介紹與遙感製圖和導航定位相關的影像傳感器和激光高度計等儀器的參數；接著闡述月球和火星遙感製圖與探測車導航定位在行星科學研究和探測工程任務實施中的重要意義；概述國際國內月球和火星遙感製圖與探測車導航定位的發展現狀；最後論述月球和火星製圖和定位與對地觀測製圖和定位的差異，進而梳理齣月球和火星遙感製圖與探測車導航定位研究和應用中重點要解決的科學技術問題。
　　1.1 月球和火星探測概述
　　對地外天體的探測是人類自古以來的夢想，是科技發展的必然，也是大國的國傢戰略需求。一係列深空探測任務的實施，不僅大大深化瞭人類對行星起源和演化的科學認識，也帶動瞭相關高新技術的發展和應用。月球和火星是人類進行空間觀測和探測最多的地外天體，本節分彆對月球和火星探測任務做一簡要介紹。
　　1.1.1 月球探測概述
　　從20世紀50年代末始至今，月球探測經曆瞭第一次探月高潮、探月寜靜期和第二次探月高潮三個階段，對月探測技術經曆瞭飛越月球、硬著陸、環繞月球、軟著陸、無人采樣返迴、載人登月階段（歐陽自遠，2005）。先後獲得的海量遙感觀測數據和豐富的科掌資料為月球科學研究奠定瞭基礎。
　　1959~1976年，人類掀起第一次探月高潮，美國和蘇聯共發射瞭108顆月球探測器，其中成功發射48顆，獲得瞭海量科學數據；實現瞭6次載人登月，12名宇航員完成月球漫步，共獲得瞭381.7 kg月球樣品。
　　此間蘇聯發射的月球探測器包括月球（ I.una）係列（1959~1976年）、宇宙（Cosmos）係列（1965~1969年）、探測器（Zond）係列（1965~1970年）、月球車（I.unokhod）係列（1970~1973年）等。其中，月球3號衛星於1959年10月第一次拍攝瞭月球影像，並且獲得瞭首張月球背麵影像。月球16號、20號和24號進行瞭不載人登月取樣，且月球16號於1970年9月實現瞭第一次機器人采樣返迴。月球車1號（I.unokhod-l）於1971年9月實現瞭第一次不載人月球車月麵巡視探測。
　　此間美國發射的月球探測器包括先驅者（ Pioneer）係列（1958~1959年）、徘徊者（ Ranger）係列（19 61~1965年）、月球軌道器（I川nar Orbiter）係列（1966~1967年）、勘探者（ Surveyor）係列（1966~1968午）以及阿波羅（Apollo）係列（1967~1972年）等。其中，月球軌道器1~3號圍繞月球赤道飛行，軌道器4號、5號運行於月球極地軌道；軌道器4號拍攝瞭整個月球正麵與95%的月球背麵；軌道器5號拍攝瞭整個月球背麵，並獲得36處預選著陸點的中等分辨率和高分辨率影像。利用這些數據，最終繪製瞭覆蓋月球錶麵99%區域、平均分辨率約為60 m的月球地圖，選齣瞭10個可供阿波羅飛船著陸的候選登月點（Bowker and Hughes，19 71）。阿波羅11號飛船於1969年7月實現瞭首次載人登月，宇航員阿姆斯特朗在月球錶麵留下瞭人類第一個腳印；阿波羅12號、14號、15號、16號、17號進行瞭載人登月取樣，其中，15號於1971年7月實現瞭第一次載人月球車月麵巡視探測（ Grabois，2011）。
　　1976~1994年是月球探測的寜靜期，期間世界上沒有進行過任何成功的月球探測活動。
　　20世紀90年代月球探測活動開始復蘇，美國於1994年和1998年分彆發射瞭剋萊門汀（ Clementine）和月球勘探者號（I.unar Prospector）月球探測器。剋萊門汀的主要科學目標是在月球極地軌道探測月球地貌、水冰、重力和磁場等。它攜帶的科學儀器包括紫外/可見光相機（分辨率200 m）、近紅外相機、長波紅外相機、高分辨率攝影機（分辨率7~20 m）、帶電粒子望遠鏡、激光雷達係統（垂直分辨率40 m）和兩颱星跟蹤器相機（Nozetteet a1。，1994）。月球勘探者號的主要科學目標是探測月錶物質組成、重力場和磁場，尋找月球存在冰或水的證據，攜載的科學儀器包括伽馬射綫光譜儀（Gamma ray spectrome-ter，GRS）、中子光譜儀、多普勒重力實驗儀、儀粒子光譜儀、電子反射儀和磁力計（Hub-bard et al.，1997）。
　　21世紀初，國際第二次探月高潮拉開序幕，已經發射的月球探測器主要包括歐盟2003年9月發射的智慧一號（SMART-1），日本2007年9月發射的月亮女神（SELENE，又稱KAGUYA），印度2008年10月發射的月船一號（Chandrayaan-l），美國2009年6月發射的月球偵察軌道器（I.unar reconnaissance orbiter，LRO）、2011年9月發射的聖杯號月球重力和內部結構探測器（ GRAII.）、2013年9月發射的月球大氣與塵埃環境探測器（I.ADEE），中國2007年10月發射的嫦娥一號軌道器、2010年10月發射的嫦娥二號軌道器、2013年12月2日發射12月14日成功落月的嫦娥三號著陸器和巡視器。
　　歐盟發射的智慧一號的主要科學目標是測試太陽能離子推進器，探測月殊形狀、礦物、化學組成和外部環境等；包括一顆主軌道器和兩顆子衛星，主軌道器在距月錶100 km的環形軌道上飛行；攜載的載荷包括微型成像儀（分辨率平均80 m，近月點30 m）、紅外譜儀（光譜分辨率6 nm，空間分辨率300 m）、X射綫譜儀、X射綫太陽監視儀、電推進數據診斷包、Ka波段測控試驗包、粒子與塵埃探測儀（Foing et al.，2006）。
　　日本月亮女神任務的科學目標包括：進行全月球的高精度觀測以研究月球的起源和演變，研究未來月球利用和載人探測的可能性，開發未來月球探測技術；搭載15種有效載荷，包括地形測繪相機（立體成像，分辨率10 m）、多波段成像儀（可見光和近紅外波段的空間分辨率分彆為20 m和62 m）、連續光譜測量儀、激光高度計（測距分辨率5 m、空間分辨率800 m）、X射綫譜儀（空間分辨率20 km）、伽馬射綫譜儀、測月雷達、月球磁強計、帶電粒子譜儀、等離子體分析儀、無綫電掩星觀測、差分甚長基綫乾涉測量射電源、上層大氣和等離子體成像儀、中繼衛星轉發器、高清電視攝像機（Kato et a1.，2008）。
　　印度發射的月船一號在可見光、近紅外、低能X射綫和高能X射綫譜區對月球進行高分辨率遙感觀測。具休科學目標是：生成月球正麵和背麵的三維圖集，對全月麵進行化學和礦物學製圖，通過影像地質學和礦物學等手段識彆月球地質單元、研究月球的早期演化史。它共攜帶11颱有效載荷：地形測繪相機（立體成像，空間分辨率5 m）、月球激光測距儀（測距分辨率優於5 m）、月球礦物製圖儀（光譜分辨率10 nm，空間分辨率70 m）、小型閤成孔徑雷達（空間分辨率75 m）、高光譜成像儀（光譜分辨率15 nm，空間分辨率80 m）、高能X射綫/伽馬射綫譜儀、輻射劑量檢測實驗儀、近紅外光譜儀（光譜分辨率為6 nm）、亞韆電子伏原子反射分析儀、X射綫譜儀、月麵撞擊探測器（Goswami and Anna-durai，2009）。
　　月球偵察軌道器是美國重返月球戰略計劃的第一步，具體科學目標是探測月球極區的光照條件，測繪全月麵地形，尋找未來登月點的位置，勘測月球的潛在資源。I.RO攜載7大科學儀器：月球偵察軌道器相機（寬角相機分辨率100 m，窄角相機分辨率0.5~2 m）、月球軌道器激光高度計（I.unar orbiter laser altimeter，I.OI.A）、月球勘探中子探測器、月球輻射計實驗、萊曼阿爾法製圖儀、輻射效應宇宙射綫望遠鏡、微型射頻雷達（ Chinet a1.，2007）。其中，LRO攜載的窄角相機以其0.5 m的超高分辨率影像，可以直接觀測到以往著陸探測留下的登周艙、激光反射標誌、阿波羅月麵科學實驗組件、月球車行駛車轍等。LRO寬角相機影像一個月就可以覆蓋月球全球一次，經多次重復觀測構成的立體觀測，用於製作全球影像拼圖和全球數字高程模型（ digital elevation model，DEM）。月球軌道器激光高度計的激光波長為1064.4 nm，激光重復頻率為l Hz，測距分辨率為10 cm。它同時發射和接收5束激光，因此在同一軌道上能夠同時獲取5個測高剖麵，其中，相鄰測高剖麵間距10~12 m，同一剖麵上相鄰激光點間距56 m。由I.OI.A數據製作的月球全球高程模型成為目前國際上精度最高的全球模型和通用的月球製圖控製數據（ Smith et a1.，2010）。
　　美國聖杯號探測任務的主要目標是獲取迄今為止精度最高的月球重力場數據，探測月球的內部結構和演化曆史。它采用雙子衛星探測器係統，由搭載的月球重力測距係統精確測量兩個探測器間距離的變化來確定和精化月球重力場，進而通過重力場與月球地形特徵對比推演月球內部構造（Tapley et a1.，2004）。
　　我國的月球探測“嫦娥計劃”於2004正式啓動，分為環月探測、月麵軟著陸探測與月球車月麵巡視勘查、月麵自動采樣返迴三個盼段，簡稱“繞”、“落”、“迴”，目前已順利完成前兩個階段的工程任務（歐陽自遠，2005；葉培建、彭兢，2006）。
　　嫦娥一號（Chang'E-l，CE-1）是中國首顆繞月探測衛星，主要科學目標是：獲取月球錶麵的三維立體影像，分析月球錶麵有用元素的含量、物質類型及分布特點、探測月壤特性，探測地月空間環境（葉培建等，2007；Ouyang et a1.，2008）。2007年10月24日，嫦娥一號衛星在西昌衛星發射中心成功發射升空；2007年11月7日，嫦娥一號進入距月麵200 km高的極地軌道，開始科學探測；2009年3月1日，嫦娥一號受控撞擊月球的豐富海區域，圓滿完成科學探測使命。嫦娥一號共搭載8種有效載荷：三綫陣CCD立體相機（分辨率120 m）、激光高度計（激光波長1064 nm，激光重復頻率1 Hz，測距分辨率1 m）、乾涉成像光譜儀（譜段範圍為480~960 nm，共有32個譜段）、伽馬射綫譜儀、X射綫譜儀、微波探測儀、高能粒子探測儀、太陽風離子探測儀（葉培建等，2008；歐陽自遠等，2010）。
　　嫦娥二號（Chang'E-2，CE-2）衛星於2010年10月1日在西昌衛星發射中心發射升空，其探周軌道為100 km×100 km的圓軌道和100 km×15 km的橢圓軌道，前者用於常規全月探測，後者著重對嫦娥三號著陸區進行精細探測。嫦娥二號的主要科學目標是獲取月錶高分辨率的立體圖像，對月球著陸區和其他重點區域進行精細測繪，精細探測月麵的元素豐度與分布，評估月壤厚度和氦一3資源，探測地月空間環境；其工程上的主要任務是驗證與月麵軟著陸相關的關鍵技術，試驗新的奔月軌道，降低探月工程二期的技術風險（歐陽自遠，2010；葉培建等，2013）。嫦娥二號衛星搭載的載荷包括：新研製的高分辨率CCD立體相機（在100 km和15 km飛行高度的空間分辨率分彆是7m和1.5 m），其他載荷如激光高度計、X射綫譜儀、伽馬射綫譜儀、微波探測器、高能粒子探測器、太陽風離子探測器與嫦娥一號基本相同，僅作瞭少量的適應性改造。2011年4月1日，嫦娥二號衛星半年設計壽命期滿，全麵實現瞭既定的工程目標和科學探測任務；6月9日，飛離月球軌道進行深空探測；8月25日，受控進入距離地球約150萬km的拉格朗日L2點的環繞軌道，進行擴展試驗。2012年12月13日，嫦娥二號成功飛抵距地球約700萬km遠的深空，首次實現對圖塔蒂斯（Toutatis）小行星的飛越探測，星載監視相機對小行星進行瞭光學成像。2013午1月5日，嫦娥二號衛星受控突破距離地球1000萬km的太陽係空間，使我國深空探測能力得到新的躍升。
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前言/序言

地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位 一、 勘探未知，繪製宇宙藍圖：月球與火星遙感製圖的挑戰與突破 自人類仰望星空以來，月球與火星便承載著我們無盡的遐想與探索的渴望。如今，隨著科技的飛速發展，我們正以前所未有的精度和廣度，繪製著這兩顆近鄰星球的數字地圖，為未來的載人登陸、資源開發和科學研究奠定堅實基礎。這套“地球觀測與導航技術叢書”的“月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”分捲，正是聚焦於這一前沿領域，深入剖析月球和火星遙感製圖所麵臨的獨特挑戰，以及為解決這些挑戰而誕生的創新技術與方法。 1. 月球與火星遙感製圖的特殊性與需求 與地球觀測相比，月球和火星的遙感製圖具有其獨特性。首先，它們缺乏大氣層（或大氣層極為稀薄），這雖然簡化瞭圖像信號的傳輸，但也意味著地錶信息直接暴露，容易受到宇宙射綫、微隕石撞擊等因素的影響，導緻地錶特徵的長期演化與變化更加顯著。其次，缺乏水和生命的存在，使得地錶地貌的形成過程與地球截然不同，研究和理解這些地貌特徵需要全新的地質學和地球化學視角。最後，遙遠的距離和有限的通信帶寬，對數據傳輸、處理和地圖更新提齣瞭更高的要求。 因此，月球和火星的遙感製圖不僅需要精確的地形學、地質學、地貌學信息，還需要對可能存在的資源（如水冰、礦産）、潛在的著陸點、探測車行駛路徑進行詳細評估。這些信息對於規劃未來探測任務、選擇科學觀測目標、評估著陸風險以及支持宇航員的活動至關重要。 2. 遙感數據的獲取與處理：從太空到地麵的蛻變 本捲的核心內容之一，便是詳細介紹月球與火星遙感數據的獲取與處理流程。從軌道器上搭載的各類先進傳感器——包括可見光相機、紅外光譜儀、激光高度計（Lidar）、雷達等——如何捕捉不同波段的電磁信號，到這些信號如何在復雜的空間環境中傳輸迴地球。 傳感器技術： 書中將詳述各種主流遙感傳感器的工作原理、技術參數及其在月球和火星探測任務中的應用。例如，高分辨率可見光相機能夠捕捉精細的地形紋理，幫助識彆撞擊坑、熔岩管、裂榖等；紅外光譜儀可以分析地錶物質的成分，尋找水冰或特定礦物的分布；激光高度計則能精確測量地錶起伏，構建數字高程模型（DEM）。 數據預處理： 原始的遙感數據往往受到噪聲、輻射影響、幾何畸變等問題，需要經過一係列精細的預處理纔能用於後續分析。這包括輻射定標、大氣校正（盡管月球和火星大氣稀薄，但仍需考慮微弱影響）、幾何糾正、影像鑲嵌等。書中將深入探討這些預處理步驟的技術細節和算法實現。 圖像增強與特徵提取： 為瞭更好地揭示地錶特徵，需要運用圖像增強技術，如對比度拉伸、銳化等，以突齣細節。同時，特徵提取技術，如邊緣檢測、紋理分析、目標識彆等，能夠自動識彆和量化地錶地貌單元，為地圖的繪製提供基礎。 3. 構建三維數字星球：地形測繪與數字高程模型（DEM）的生成 地形測繪是遙感製圖的基礎，而數字高程模型（DEM）則是衡量地形信息的關鍵。本捲將重點闡述構建月球和火星三維數字星球的技術。 立體測圖： 通過在不同軌道或不同視角拍攝的同一區域的立體影像，利用視差原理，可以計算齣地錶的絕對高程。書中將介紹立體匹配算法、立體模型構建方法以及DEM精度評估技術。 激光測高： 激光高度計能夠直接測量探測器與地錶之間的距離，提供高精度的點雲數據，這是生成高分辨率DEM的重要手段。本捲將深入探討激光脈衝的測量原理、數據後處理以及如何將其融閤到DEM生成過程中。 雷達測高： 特彆是對於月球和火星的極地區域，由於光照條件受限，雷達遙感成為獲取地形信息的重要手段。書中將解析雷達乾涉測量（InSAR）等技術在地形測繪中的應用，以及其優勢與局限。 DEM的應用： 生成的DEM不僅僅是地理信息，更是未來探測任務規劃的生命綫。它可以用於評估著陸點的平坦度，規劃探測車的行駛路綫，識彆潛在的科學觀測區域，甚至可以模擬雨水（如果存在）的徑流情況，分析地貌的演化。 4. 地質與礦産資源的遙感探索：揭示星球的“內在”秘密 除瞭地形，地質構成和潛在的資源分布也是遙感製圖的重要目標。月球和火星的地質演化曆史和資源潛力，是人類理解行星形成和尋找地外生存可能性的關鍵。 光譜分析與礦物成分識彆： 不同礦物對特定波段的光譜具有獨特的吸收和反射特徵。通過分析遙感數據中的光譜麯綫，可以識彆地錶物質的成分，例如，區分玄武岩、安山岩等火山岩，識彆水閤礦物（如黏土礦物、硫酸鹽），以及可能存在的揮發性物質。本捲將詳細介紹光譜解混、特徵匹配等礦物識彆技術。 地質構造的遙感解譯： 通過對遙感影像的紋理、斷裂、坡度等特徵進行分析，可以識彆月球和火星上的各種地質構造，如撞擊盆地、火山結構、斷層、熔岩流前緣等。這些構造不僅是研究星球演化的綫索，也可能指示著地下資源的富集區。 水冰與地下水的遙感探測： 對於火星而言，水冰的分布及其潛在的地下水，是尋找生命痕跡和支持未來載人任務的關鍵。書中將重點介紹利用雷達、熱紅外、中子譜儀等探測手段，對月球極地水冰和火星地下水進行遙感探測的技術原理和實際案例。 資源潛力評估： 基於遙感獲取的地質和成分信息，可以對月球和火星上的礦産資源，如氦-3、稀土元素、水冰等進行初步的潛力評估，為未來的資源開發提供科學依據。 二、 逐“陸”前行，精準導航：探測車導航定位的智慧與挑戰 在繪製好星球的“地圖”之後，如何讓我們的探測車在陌生的星球錶麵安全、高效地移動，並完成既定科學任務，是“月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”分捲的另一核心。探測車導航定位麵臨著與地球截然不同的嚴峻環境和技術挑戰。 1. 惡劣環境下的導航挑戰 缺乏GPS信號： 月球和火星沒有全球定位係統（GPS）。探測車必須依賴自身攜帶的傳感器和算法，在沒有外部定位基站的情況下進行導航。 光照變化與陰影： 強烈的陽光、長時間的陰影會乾擾視覺傳感器的識彆，影響地形特徵的判斷，給導航帶來睏難。 塵埃覆蓋： 月球和火星錶麵覆蓋著細密的塵埃，這些塵埃會附著在探測車和傳感器上，影響圖像質量和探測精度。 通信延遲： 地球與月球、火星之間的通信存在顯著的延遲，這意味著探測車無法實時接收地球指令，必須具備高度的自主導航能力。 地形復雜性： 探測車可能需要在崎嶇不平的地麵、陡峭的斜坡、鬆軟的沙地甚至熔岩區行駛，這要求導航係統能夠精確感知地形並做齣規避。 2. 探測車導航定位的核心技術 本捲將係統地介紹探測車在無GPS環境下進行導航定位的關鍵技術： 慣性導航係統（INS）： INS利用陀螺儀和加速度計測量探測車的角速度和綫加速度，通過積分計算齣探測車的位置、姿態和速度。書中將深入講解INS的工作原理、誤差纍積問題以及如何與其他導航係統融閤以提高精度。 視覺裏程計（Visual Odometry, VO）： VO利用探測車上的相機連續拍攝圖像，通過分析圖像序列中特徵點的位移，來估算探測車的運動軌跡。這是一種無標記的導航方法，能夠提供實時的位姿估計。書中將詳細介紹不同的VO算法，如特徵點法、直接法、半直接法等，以及它們在月球和火星環境下的適用性。 激光雷達SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）： SLAM技術允許探測車在未知環境中同時構建地圖並進行自身定位。利用激光雷達掃描周圍環境，生成點雲地圖，並利用這些地圖信息來確定探測車的位置。書中將探討基於點雲匹配的SLAM算法，以及如何處理動態環境和稀疏環境。 地形匹配導航： 利用探測車攜帶的相機或激光雷達獲取的地形信息，與預先繪製的星球錶麵地圖進行匹配，從而確定探測車在地圖上的位置。這是一種非常有效的全局定位方法。書中將詳細介紹特徵匹配算法、模型匹配算法等。 傳感器融閤： 為瞭剋服單一導航係統的局限性，提高導航的魯棒性和精度，通常會將多種傳感器（如INS、相機、激光雷達、輪式裏程計等）的信息進行融閤。書中將介紹卡爾曼濾波（Kalman Filter）、粒子濾波（Particle Filter）等常用的傳感器融閤技術。 自主路徑規劃與障礙物規避： 基於探測車定位信息和對周圍環境的感知，需要實時生成安全、高效的行進路徑，並能夠動態地識彆和規避障礙物。書中將介紹A算法、Dijkstra算法等路徑規劃算法，以及基於傳感器數據的障礙物檢測技術。 3. 智能決策與任務執行 探測車的導航不僅僅是“知道在哪兒”，更是要“知道去哪兒”以及“如何去”。 科學目標導嚮的路徑規劃： 探測車的路徑規劃需要考慮科學任務的需求，例如，需要到達特定的地質構造、采集樣本的區域等。書中將探討如何將科學目標融入路徑規劃中，實現智能化的任務執行。 遠程操作與自主控製的結閤： 盡管存在通信延遲，地球操作員仍然會發送高層次的任務指令。探測車需要具備一定的自主能力來執行這些指令，例如，根據環境反饋調整路徑、進行自主避障等。書中將探討人機協同的導航模式。 安全著陸點選擇與導航： 在接近目標星球時，選擇一個安全、科學價值高的著陸點至關重要。探測車需要根據軌道器獲取的精細地形和地貌數據，進行自主的著陸點評估和導航。 三、 跨越星辰大海的智慧結晶 “地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”分捲，匯集瞭來自天文學、空間科學、遙感技術、計算機科學、機器人學等多個領域的頂尖智慧。它不僅是對當前月球和火星探測技術現狀的全麵梳理，更是對未來星際探索技術發展方嚮的深刻洞察。 本書的讀者對象廣泛，包括但不限於： 空間科學傢與研究人員： 為他們提供深入的遙感數據分析方法和行星地質研究理論。 遙感技術工程師與開發人員： 為他們展示最前沿的遙感傳感器技術、數據處理算法和地圖生産流程。 機器人與導航係統工程師： 為他們提供在極端環境下進行自主導航、定位和路徑規劃的先進技術和解決方案。 航天工程專業學生與教師： 為他們提供係統、深入的學習教材和研究參考。 對太空探索感興趣的公眾： 以一種深入淺齣的方式，揭示我們如何通過科技的眼睛，認識和探索遙遠的宇宙。 這本分捲將通過翔實的理論闡述、豐富的案例分析和前沿的技術展望，帶領讀者一同走進月球和火星的神秘世界，理解我們如何以前所未有的精度繪製它們的數字地圖，又如何讓我們的智能探測器在這片荒蕪的土地上，勇敢地“逐陸”前行，一步一步地揭開宇宙的奧秘。它不僅是一本技術手冊，更是一部關於人類探索精神與科技創新的史詩。

評分☆☆☆☆☆

《地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位》這個書名，在我看來，是一個關於如何“看見”和如何“抵達”的宏大敘事。月球和火星，這兩個天體，承載著人類無數的科學夢想和探索欲望。遙感製圖，顧名思義，就是利用各種傳感器，從遠處獲取地錶的信息，並將其轉化為可操作的地圖。這不僅僅是簡單的拍照，更包含瞭對光譜、雷達、激光等多種信息的解讀和整閤，從而繪製齣具有科學價值的地形、地質、礦産等分布圖。這對於我們理解這兩個星球的演化曆史，尋找潛在的資源，甚至為未來的載人登陸規劃安全區域，都至關重要。而探測車導航定位，則更是將這種“看見”轉化為“行動”。那些在陌生的星球錶麵工作的機器人，它們需要比在地球上更強大的自主導航能力。如何在沒有GPS、沒有清晰參照物的情況下，準確判斷自己的位置，規劃齣通往目標的路徑，避開懸崖、巨石等危險，這本身就是一項極其復雜的工程。我非常期待書中能夠深入剖析這些導航係統是如何運作的，以及它們在月球和火星的實際任務中是如何剋服重重睏難，實現精準定位和自主行駛的。

評分☆☆☆☆☆

當我看到“地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”這個書名時，腦海中立刻浮現齣各種科幻電影的場景，但又帶著一種科學的嚴謹感。月球和火星，這兩個我們抬頭就能看到的近鄰，卻又隱藏著無數的未知。遙感製圖，意味著我們能夠從太空的視角，用非接觸的方式獲取這些星球的詳細信息，就像在為它們繪製一張張精確的地圖，標注齣山脈、平原、撞擊坑，甚至可能存在的地下水冰。而探測車導航定位，更是將這種探索推嚮瞭實地。想象一下，那些在火星錶麵孤獨跋涉的探測車，它們是如何在沒有GPS信號的異星環境中，依靠自身攜帶的傳感器和算法，規劃齣一條條安全的路綫，避開危險的障礙，最終抵達科學目標？這其中涉及到的導航技術，絕對是人工智能、計算機視覺、傳感器融閤等尖端科技的結晶。這本書的齣現，讓我感覺到，那些曾經隻存在於理論和實驗室裏的技術，如今正被應用到最前沿的太空探索任務中，為我們揭示宇宙的奧秘提供瞭堅實的技術支撐。我迫切地想知道，書中是如何將如此復雜的科技概念，以一種易於理解的方式呈現齣來，讓像我這樣的普通讀者也能領略到太空探索的魅力與挑戰。

評分☆☆☆☆☆

當我初次看到“地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”這樣的書名時，我立刻被它所蘊含的科技深度和探索野心所吸引。月球和火星，這兩個我們從小就耳熟能詳的天體，現在正通過先進的技術變得越來越真實，越來越可觸及。遙感製圖，這門技術就像是為這些星球裝上瞭一雙全景的眼睛，通過各種先進的探測手段，獲取地錶的詳細信息，繪製齣高分辨率的地圖，揭示其地形、地質、礦産等特徵，為我們瞭解它們的過去和未來提供數據支撐。而探測車導航定位，更是將這種“看見”轉化為“行動”的精髓。那些勇敢的探測車，如何在陌生的環境中，沒有GPS的指引，僅憑自身攜帶的設備和智能，規劃齣最優化的行駛路綫，到達科學研究的目標點，這其中蘊含的自動駕駛、路徑規劃、傳感器融閤等技術，無疑是航天領域最前沿的智慧結晶。我特彆期待書中能夠詳細闡述這些技術是如何協同工作的，它們如何剋服月球和火星極端環境帶來的挑戰，又是如何為人類未來的太空探索奠定基礎的，這本身就是一場精彩的技術革命的記錄。

評分☆☆☆☆☆

“地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”這個書名，就像是一扇直接通往宇宙前沿的窗口。月球和火星，這兩個我們抬頭仰望的鄰居，正逐漸在我們眼前變得更加立體和真實。遙感製圖，這四個字喚起瞭我對衛星圖像、地形圖、以及各種探測數據的聯想。它意味著我們不再僅僅是憑空想象，而是能夠以一種科學、精準的方式去“看見”和“描繪”這些遙遠的世界。想象一下，通過遙感技術，我們可以詳細繪製月球的隕石坑分布，分析火星上可能存在的古老河床，甚至發現隱藏在地下深處的寶貴資源。而探測車導航定位，更是將這種“看見”轉化為“觸摸”和“行走”。那些在月球和火星錶麵孤獨探索的機器人，它們如何能夠在沒有人類實時指揮的情況下，自主地識彆環境、規劃路綫、並精確地抵達預設的科學考察點，這其中的技術挑戰和智慧結晶，必定是令人嘆為觀止的。我非常渴望瞭解，書中是如何將這些復雜的導航和定位原理，以一種易於理解的方式呈現齣來，讓我能夠領略到人類智慧在探索未知宇宙中所展現齣的非凡力量。

評分☆☆☆☆☆

《地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位》這個書名，仿佛是在嚮我們展示人類探索宇宙的最新成果和未來方嚮。月球和火星，這兩個人類長久以來嚮往的天體，現在正通過一係列尖端技術被我們逐漸揭開神秘的麵紗。遙感製圖，意味著我們能夠以前所未有的精度，從太空視角獲取關於這些星球的詳細信息，繪製齣如同地球一樣精密的地圖，標記齣地形、地貌、礦産等重要特徵，這對於我們理解它們的演化曆史，尋找潛在的資源，甚至規劃未來的登陸任務都至關重要。而探測車導航定位，更是將這種觀測能力轉化為實際的探索行動。那些在月球和火星錶麵艱難跋涉的機器人，它們如何能夠在沒有GPS信號的異星環境中，依靠自身攜帶的傳感器和智能算法，進行自主的路徑規劃和精確的定位，最終完成科學探測的任務，這其中的技術集成和智慧設計，絕對是航天領域的一大亮點。我非常期待書中能夠深入剖析這些技術的原理，以及它們在實際任務中是如何解決重重睏難，為我們揭示宇宙的更多秘密。

評分☆☆☆☆☆

這套“地球觀測與導航技術叢書”的書名本身就極具吸引力，特彆是“月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”這一分冊，簡直是點燃瞭我內心深處對宇宙探索的無限遐想。一直以來，我都對那些高清的月球錶麵照片、火星地貌的細節描繪以及探測車在異星土地上穩步前行的景象著迷不已。想象一下，我們賴以生存的地球，它的每一個角落都被我們用先進的遙感技術記錄得一清二楚，而現在，我們正將同樣的目光投嚮遙遠的月球和火星，繪製它們的數字地圖，規劃著機器人探險傢的路徑。這本書的齣現，仿佛是一扇通往未知宇宙的窗戶，讓我得以窺探那些人類尚未親身踏足的神秘領域。它預示著我們將不再僅僅是仰望星空，而是能夠以前所未有的精度和深度去理解、去繪製、去探索這些遙遠的天體。從這個名字，我能夠感受到其中蘊含的強大科學力量，以及人類不懈追求知識和拓展生存空間的決心。它不僅僅是一本書，更是一種對未來的承諾，一種科技進步的縮影，讓我對後續內容的專業性和深度充滿瞭期待，渴望瞭解那些支撐起這一切的精密技術細節，以及它們如何為我們揭示宇宙的更多秘密。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位》這個書名時，我的腦海中立刻勾勒齣一幅宏偉的畫捲：人類的目光不再局限於地球，而是投嚮瞭更遙遠的星辰大海，並且用最前沿的技術去丈量和理解它們。月球和火星，這兩個星球，承載著我們對宇宙的無限遐想。而“遙感製圖”和“探測車導航定位”這兩個關鍵詞，則直接揭示瞭實現這一切的科學基石。遙感技術，就好比為這些星球裝上瞭無數雙“眼睛”，能夠從太空捕捉它們的地形地貌、地質構成，甚至環境變化，並將其轉化為可供科學研究的數據和地圖。這不僅僅是記錄，更是理解。而探測車導航定位，則是在這些地圖的指引下，讓我們的“使者”——那些在異星錶麵工作的探測車，能夠自主地穿梭於未知的環境中，準確地找到科學的目標，完成人類賦予它們的使命。這其中所涉及到的傳感器融閤、路徑規劃、自主決策等技術，無疑是人類智慧的結晶。我非常期待書中能夠詳細闡述這些技術是如何協同運作的，它們如何剋服月球和火星嚴酷的環境挑戰，又如何為人類未來的太空探索打開新的篇章。

評分☆☆☆☆☆

“地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”這個書名，讓我立刻聯想到那些在科幻電影中纔會齣現的場景，但又帶著一種觸手可及的科學現實感。月球和火星，這兩個離我們最近的近鄰，正因為這些先進的技術而變得越來越清晰。遙感製圖，它描繪瞭我們如何通過衛星、探測器等手段，從遙遠的距離獲取關於這些天體的地形、地質、甚至可能存在的液態水等信息，並將其轉化為可分析的地圖數據。這就像是在為月球和火星繪製齣詳盡的“戶籍信息”，為我們深入瞭解它們打下基礎。而探測車導航定位，更是將這份“看見”轉化為“行走”。那些在荒涼地錶上默默工作的探測車，它們如何能夠在缺乏人類直接操控的情況下，依靠自身的傳感器和智能算法，識彆環境、規劃路綫、避開危險，精準地到達科學預設的地點，這其中的技術挑戰和突破，無疑是令人激動人心的。我迫切地想知道，書中是如何將這些復雜的技術原理，用一種令人信服且充滿吸引力的方式呈現齣來，讓我能夠更好地理解人類是如何一步步嚮外太空邁進的。

評分☆☆☆☆☆

“地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”這個書名，讓我感到一股撲麵而來的科技感和探索精神。月球和火星，這兩個在我們夜空中閃耀的星球，一直以來都激發著人類的好奇心。而“遙感製圖”和“探測車導航定位”這兩個詞組，則直接指嚮瞭實現這些探索的核心技術。遙感，就如同擁有一雙能夠穿透大氣層、跨越遙遠距離的眼睛，捕捉那些肉眼無法看到的地形地貌，將其轉化為可供分析和理解的數據。想象一下，我們能夠通過遙感技術，繪製齣月球背麵未曾被詳細描繪的區域，或者為火星上那些潛在的生命跡象存在區域提供高精度地圖。而探測車導航定位，更是將這種“看”變成瞭“走”。那些孤獨的探測車，如何在荒涼的月壤或火星塵土上，憑藉自身的智能，規劃齣最優的行進路綫，到達科學傢們設定的每一個科學考察點，這其中的導航算法和定位技術，無疑是精妙絕倫的。這本書的齣現，讓我對人類如何從地球走嚮更遠的宇宙，有瞭更直觀的認識，它不僅僅是理論的闡述，更是實踐的見證。我對書中如何詳細介紹這些技術的原理、算法以及在實際任務中的應用案例充滿瞭好奇。

評分☆☆☆☆☆

“地球觀測與導航技術叢書：月球和火星遙感製圖與探測車導航定位”這一主題，仿佛是一張通往星辰大海的藍圖。月球和火星，這兩個我們熟悉又陌生的星球，正逐漸在人類的探索視野中清晰起來。遙感製圖，這門技術讓我腦海中閃過衛星在軌道上悄然運行，將高清的影像和數據傳迴地球的畫麵。它不僅僅是讓我們看到月球和火星的錶麵，更是能夠揭示它們隱藏在地下的結構，分析其地質構成，甚至探尋是否存在生命的可能性。這背後所涉及到的電磁波探測、圖像處理、數據融閤等技術，必定是高度復雜且精密的。而探測車導航定位，則將這份宏大的觀測轉化為實際的探索行動。想象一下，那些在月球和火星錶麵工作的漫遊者，它們如何在沒有人類直接操控的情況下，自主地規劃路綫，避開障礙，精確地抵達科學預設的地點，進行樣本采集和數據分析。這背後所依賴的傳感器技術、自主導航算法、以及與地麵控製中心的通信機製，都是極具挑戰性的。我非常渴望瞭解，這本書是如何將這些看似遙遠而復雜的科學技術，以一種深入淺齣的方式呈現在讀者麵前，讓我能夠更好地理解我們是如何一步步邁嚮更廣闊的宇宙的。