
综上所述,现有月球地图和图集的数据主要来源于20世纪50~70年代前苏联和美国发射的Luna,Lunar
Orbiter,Apollo系列月球探测器,以及1994年美国发射的Clementine探测器,数据来源、图像质量、空间分辨率、定位精度都存在较
大差异,数据覆盖范围也有限,除了Clementine影像数据(图像数据覆盖月表99%范围)之外的探测数据都无法实现全月覆盖。因此,月球地图和地图
集虽然从某一方面反映了月球表面地形、地貌及地质信息,但仍存在一些局限性。
21世纪伊始,月球探测进入了又一个活跃期,各航天大国(组织)开始了以重返月球为目标的新的探月行动,已经发射的探月卫星包括欧盟的SMART-1,日 本的Selene (Kaguya),中国的嫦娥一号,印度的Chandrayaan-1,正在研制中的探测器包括中国的“嫦娥”系列,美国的LRO,日本的 Selene2,俄罗斯的Luna Glob,英国的MoonLITE,Google资助的Google Lunar X-Prize等。这些探月计划在测量数据的覆盖范围和分辨率方面较历史数据均有较大的改善,对月球制图学影响深远。
2007年10月24日我国的第一个月球探测嫦娥一号(CE-1)卫星在西昌卫星发射中心成功发射,11月5日卫星被月球重力场捕获,成功进入环绕月球的 轨道,11月20日16:49:00:222,三线阵CCD立体相机开机,成功获取了我国的第一轨月表图像。截至2008年5月12日,CE-1卫星的 CCD立体相机成功获取了月球南北纬70°范围内的影像数据,完成了工程任务的要求,之后,进一步进行了月球南北极图像数据的获取试验,并于2008年7 月1日,成功完成了全月球数据的获取工作。
本文介绍嫦娥一号全月球影像图的数据源、处理方法和制图,并对全月影像图的定位精度进行分析。 1. 数据源
用于制作全月球遥感影像图的数据源,全部是来自于搭载在CE-1卫星上的三线阵CCD立体相机获取的图像数据,同时还用到了卫星轨道、姿态测量和CE-1卫星激光高度计测高数据等辅助数据。
1.1 成像原理和相机参数
嫦娥一号卫星上搭载光学传感器是一台三线阵CCD推扫相机,实际上是在一个大面阵CCD探测器上,分别读取垂直于飞行方向上的第11行、第512行和第 1013行,分别作为前视、正视和后视的影像阵列,每行线阵的像元数为512列,前视、正视和后视相邻之间视角差均为16.7°。根据卫星预定的在轨飞行 参数,相机的扫描速度设为11.89f/s,以保证在卫星在200km高的轨道上三条线阵的扫描,能够分别获得前、正、后三个视角的连续图像数据。(图 1)。

图 1 CCD立体相机成像过程示意图
三线阵CCD立体相机的主要技术和性能指标见表1:
表1 CCD相机的主要技术和性能指标
名称 指标
帧频 11.89帧/s
光谱范围 0.5mm~0.75mm
量化等级 8bit
相机焦距 23.33mm
相对孔径 F/5
曝光时间 3.2ms,7ms,20ms,84ms
MTF ≥0.2
S/N(r=0.2, q=60°) ≥100
成像宽度 L=60km
像元空间分辨率(星下点) 120m
线阵像元数 512
像元尺寸 14mm ´14mm
线阵数
21世纪伊始,月球探测进入了又一个活跃期,各航天大国(组织)开始了以重返月球为目标的新的探月行动,已经发射的探月卫星包括欧盟的SMART-1,日 本的Selene (Kaguya),中国的嫦娥一号,印度的Chandrayaan-1,正在研制中的探测器包括中国的“嫦娥”系列,美国的LRO,日本的 Selene2,俄罗斯的Luna Glob,英国的MoonLITE,Google资助的Google Lunar X-Prize等。这些探月计划在测量数据的覆盖范围和分辨率方面较历史数据均有较大的改善,对月球制图学影响深远。
2007年10月24日我国的第一个月球探测嫦娥一号(CE-1)卫星在西昌卫星发射中心成功发射,11月5日卫星被月球重力场捕获,成功进入环绕月球的 轨道,11月20日16:49:00:222,三线阵CCD立体相机开机,成功获取了我国的第一轨月表图像。截至2008年5月12日,CE-1卫星的 CCD立体相机成功获取了月球南北纬70°范围内的影像数据,完成了工程任务的要求,之后,进一步进行了月球南北极图像数据的获取试验,并于2008年7 月1日,成功完成了全月球数据的获取工作。
本文介绍嫦娥一号全月球影像图的数据源、处理方法和制图,并对全月影像图的定位精度进行分析。 1. 数据源
用于制作全月球遥感影像图的数据源,全部是来自于搭载在CE-1卫星上的三线阵CCD立体相机获取的图像数据,同时还用到了卫星轨道、姿态测量和CE-1卫星激光高度计测高数据等辅助数据。
1.1 成像原理和相机参数
嫦娥一号卫星上搭载光学传感器是一台三线阵CCD推扫相机,实际上是在一个大面阵CCD探测器上,分别读取垂直于飞行方向上的第11行、第512行和第 1013行,分别作为前视、正视和后视的影像阵列,每行线阵的像元数为512列,前视、正视和后视相邻之间视角差均为16.7°。根据卫星预定的在轨飞行 参数,相机的扫描速度设为11.89f/s,以保证在卫星在200km高的轨道上三条线阵的扫描,能够分别获得前、正、后三个视角的连续图像数据。(图 1)。

图 1 CCD立体相机成像过程示意图
三线阵CCD立体相机的主要技术和性能指标见表1:
表1 CCD相机的主要技术和性能指标
名称 指标
帧频 11.89帧/s
光谱范围 0.5mm~0.75mm
量化等级 8bit
相机焦距 23.33mm
相对孔径 F/5
曝光时间 3.2ms,7ms,20ms,84ms
MTF ≥0.2
S/N(r=0.2, q=60°) ≥100
成像宽度 L=60km
像元空间分辨率(星下点) 120m
线阵像元数 512
像元尺寸 14mm ´14mm
线阵数
