嫦娥一号激光高度计在轨月球高程数据测量不确定度研究

王东霞，宋爱国，温秀兰

(1.南京工程学院自动化学院，江苏南京211167；2.东南大学仪器科学与工程学院，江苏南京210096)

1 引 言

月球的形状和地形是理解月球内部结构和表面演化的基础，对测量月球地形是非常重要的[1]。无论早期阿波罗15号至17号宇宙飞船在近赤道轨道有限的区域开展的月球数据测量，还是自1994年至2008年以来人类对月球进行的多次测量研究[2～6]，目的都是想要建立产生月球引力场模型和月球地形模型[7～10]。2007年10月24日，承担中国首次月球探测任务的嫦娥一号人造卫星进入了200 km轨道高度的一个极地圆月轨道[11]，其搭载的嫦娥一号激光高度计(laser altimeter，LAM)，以高精度和高空间分辨率成功地获得了大量的月球全地形的高程科学数据[12]。

由于探月卫星工作在恶劣的空间环境中，不确定的热环境、电磁环境，以及空间高能粒子的轰击、中子辐射、电磁风暴等，不仅会影响探月卫星的控制精度，而且会对探月卫星的各种有效载荷带来明显的测量误差，降低测量的可靠性和测量精度。另外仪器系统噪声、月表地形起伏、卫星轨道与姿态测量等多种因素的影响，会造成激光高度计原始测高数据中不可避免地含有误差。通过系统校正、几何定位和高程解算等得到的科学数据又有可能引入新的处理误差。然而在基于月球探测器机载激光测距器基础上的月球高程测量的不确定度方面的研究鲜见报道，有必要对嫦娥一号探测的月球数据进行误差分析和不确定度研究，为进一步分析误差的来源提供一定的科学依据[13～16]。……