嫦娥三号月球车高精度定位技术：立体图像条带网方法

"嫦娥三号月面巡视探测器高精度定位 - 科学通报, 2015, 60:372–378, Liu SC, Jia Y, Ma YQ, et al." 嫦娥三号月面巡视探测器的成功实施依赖于高精度的定位技术，这是其在月球表面进行有效科学探测的关键。该文提出了一种创新的立体图像条带网定位方法，特别适用于缺乏高精度控制点的月球环境。 首先，研究者在地面控制场中运用基于控制点的光束法平差技术，获取相机的精确标定参数。这个过程至关重要，因为相机的标定直接影响到后续的定位精度。标定参数包括了相机的内部参数（如焦距、主点位置等）和外部参数（如相机的位置和姿态）。 接下来，通过图像的像点匹配和前方交会，可以构建出立体图像模型。像点匹配是寻找同一场景在不同视角下的对应点，而前方交会则根据这些对应点来反推相机的位置和姿态。这一步骤对于形成连续的月球表面图像条带至关重要。 在建立了不同摄站间的连接点序列后，形成了立体图像条带网。然后，利用扩展正交Procrustes理论和连接点的坐标观测值的权矩阵，对条带网进行最小二乘平差处理。这种方法能优化条带网中的几何关系，从而直接解算出月面巡视探测器的精确位置和姿态。 在室内实验中，新方法与传统的光束法平差方法进行了对比。实验结果显示，新方法在稳定性及计算效率上表现出优势，同时，探测器的定位精度与传统方法相当。这一成果为进一步改进月球探测器的导航控制提供了强有力的技术支持。 新方法最终被成功应用于嫦娥三号的遥操作系统中，确保了探测器在月球表面的精准移动和科学任务的顺利完成。关键词涉及嫦娥三号、月面巡视探测器、定位、相机标定以及立体图像条带网。这项工作是月球探测技术的重要进展，对未来的深空探测任务具有深远的指导意义。