月面起飞基准高精度标定技术应用与嫦娥五号任务验证

嫦娥五号探测器于北京时间2020年12月1日成功着陆于月球表面预定区域,随后依次顺利完成了我国首次月面采样、月面起飞、月球轨道交会对接以及月球采样返回.其中,对着陆上升组合体精确定位是后续能否顺利月面起飞,乃至能否顺利完成月球轨道交会对接的根本所在.本文针对嫦娥五号任务着陆上升组合体月面起飞基准高精度标定的需求,提出了利用"三向测量系统+VLBI干涉测量系统"的高精度月面基准测量方法,给出了月面基准高精度确定算法,利用嫦娥五号任务20 min实测数据快速确定了着陆上升组合体在月固系下的坐标为:43.0595°N,-51.9214°E,高程-2446 m,并利用LRO图像数据对定位结果进行了比较评估.结果表明,仅利用着陆后20 min的外测数据获得的定位结果和LRO图像数据差异为180 m,当只解算经度和纬度,高程由月面数字高程模型获取时,其定位结果和LRO图像数据差异为97 m,可有效作为月面起飞基准.利用月面48 h实测数据得到的坐标为:43.0594°N,-51.9167°E,高程-2550 m,和LRO图像数据差异为60 m.