3D打印月球基地可行性研究

3D打印技术具有直接打印任意形状的建筑物和复杂结构体系的能力,在建筑界受到越来越多的关注。3D打印技术将惰性材料打印为建筑物,极大提高了建构太空空间可能。本文通过实验手段,验证了在月球恶劣的环境下,利用3D打印技术和月球土壤建设月球基地的可能性。

面向移动端月球形貌展示的快速三维地图平台搭建

受限于移动设备运算能力和三维地图数据网络传输速度,如何在快速移动端流畅地显示月球三维地图,展示月球形貌细节,还是一个难点。为解决这一问题,本文首先考察已有的移动端三维地图实现方法,在此基础上研究了一种基于前后台异步渲染策略的三维月球地图实现方案;基于嫦娥月球数据,构建了一个月球三维形貌地图原型系统,并成功应用于移动端的嫦娥月球三维形貌数据发布。

三星堆月亮湾城墙遗址覆土方量计算

利用三维激光扫描技术获取三星堆月亮湾城墙遗址区高精度三维激光点云,实现了任意边界挖填方量的精确计算。采用IDL编制了海量激光点云存储与管理软件LIDARVIEW,应用海量激光点云网格分块技术和动态四叉树空间索引方法实现了海量激光点云数据的存储与管理。提出基于网格分块的地表植被和建筑物的自动过滤技术,建立三星堆月亮湾城墙遗址现状地表的DEM模型。结合三星堆月亮湾城墙遗址的覆土设计方案,得到月亮湾城墙遗址覆土后地表DEM数据和覆土四周边界数据。最后利用覆土前后地表的DEM数据,对三星堆月亮湾城墙遗址覆土方量进行计算。工程实例表明,该方法可以快速、高效地解决复杂工程的挖填方的方量计算。

基于嫦娥一号观测数据的月球形貌可视化技术

通过对月球形貌可视化技术的研究,分析了利用嫦娥一号获取的月球地形和正射影像数据制作月球形貌图的技术方法.重点介绍了广泛应用于嫦娥一号数据处理和分析的晕渲地形图制作、月球地形影像假彩色融合和三维形貌场景构建的原理,并给出了每种方法的应用实例.这些方法为后续月球探测研究、月球空间信息系统以及"数字月球"的建设奠定了基础.

月面形貌的3维可视化算法

基于大范围地形可视化算法研究的基础上,对平面geometry clipmaps算法进行改进,利用GPU的顶点着色器实现平面地形向球面地形的投影变换,并综合利用球面视域裁剪、球面视点控制等技术,使geometry clipmaps算法适用于球面海量地形数据的3维可视化;收集处理月球全球影像和形貌高程数据,对算法进行验证,实现月球表面形貌的实时动态3维可视化。试验表明:绘制算法可不受数据量大小的限制、绘制效率高、效果逼真,但存在两极变形较大的缺点。

地月L2中继星单星多源转发月球背面弯管导航

针对月球背面载人航天器的高精度、高时效性导航需求,解决仅用单颗地月L2中继星多源转发为月背面用户导航着陆提供技术支撑的问题。以地月L2点Halo轨道中继星为桥梁,将地球空间的深空网、GNSS星座等时空基准节点转发给月球背面用户,研究通过转发前后向距离和夹角的测量实现月球遮挡距离再生,利用再生距离和多个地月空间时空节点解析地给出月背面用户位置。采用STK对月背面导航场景进行仿真建模,通过蒙特卡罗方法数值分析月背面导航定位精度。结果表明:当月球遮挡距离重构误差小于0.6 ns时,采用本文方法月背面用户的三维定位精度优于100 m。

基于WebGL的月球数据三维可视化

针对国内已经建立的月球系统平台多为桌面版以及存在三维渲染效果较差、数据类型单一和缺乏科普性的特点,在B/S架构下借助HTML5、瓦片分片算法、三维可视化等技术建立在内嵌WebGL的浏览器端对获得的月球影像进行了三维展示。为后续添加其他相关月球数据和空间分析提供了良好的平台,方便了广大用户对月球进行浏览和认知。