Помощь студентам в учебе
ИЗУЧЕНИЕ РЕЛЬЕФА МОРЯ ВОСТОЧНОГО ПО ДАННЫМ ОБРАБОТКИ СНИМКОВ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА «ЗОНД-8»
|
Введение 2
Глава 1. Исследование рельефа моря Восточного и Луны 5
1.1 Обзор исследования рельефа Луны 5
1.2 Район моря Восточного 8
1.3Как образовалось Море Восточное на Луне 10
1.4 Наземные и космические наблюдения в районе моря Восточного 13
1.5 Картографическая изученность моря Восточного 15
1.6 Другие исследования района моря Восточного 16
1.7 Либрация Луны 17
Глава 2. Определение высот района Моря Восточного 18
2.1 Орбитальная съемка космического аппарата «Зонд-8» 18
2.2 Система координат снимка и данные калибровки камеры 20
2.3 Фотограмметрическая обработка снимков 23
2.4 Построение высотных профилей по изображению горизонта 33
Глава 3. Анализ полученных результатов 37
3.1 Оценка решения обратной фотограмметрической засечки 37
3. 2 Сравнение наших результатов с прогнозом ЦНИИГАиК 39
3.3 Обсуждение высотных профилей, построенных по точкам горизонта 40
Заключение 43
Список литературы 44
Приложения
Глава 1. Исследование рельефа моря Восточного и Луны 5
1.1 Обзор исследования рельефа Луны 5
1.2 Район моря Восточного 8
1.3Как образовалось Море Восточное на Луне 10
1.4 Наземные и космические наблюдения в районе моря Восточного 13
1.5 Картографическая изученность моря Восточного 15
1.6 Другие исследования района моря Восточного 16
1.7 Либрация Луны 17
Глава 2. Определение высот района Моря Восточного 18
2.1 Орбитальная съемка космического аппарата «Зонд-8» 18
2.2 Система координат снимка и данные калибровки камеры 20
2.3 Фотограмметрическая обработка снимков 23
2.4 Построение высотных профилей по изображению горизонта 33
Глава 3. Анализ полученных результатов 37
3.1 Оценка решения обратной фотограмметрической засечки 37
3. 2 Сравнение наших результатов с прогнозом ЦНИИГАиК 39
3.3 Обсуждение высотных профилей, построенных по точкам горизонта 40
Заключение 43
Список литературы 44
Приложения
Луна является единственным естественным спутником Земли. Она сформировалась немного позднее Земли. Согласно популярной сейчас гипотезе Камерона это произошло в результате столкновения Земли с телом размером с Марс. В результате такого столкновения большая часть образовавшихся фрагментов ударного выброса возвратилась на Землю, некоторая часть массы была потеряна из-за высоких скоростей фрагментов, а остатки выброшенного материала остались на орбите Земли, сформировав Луну, масса которой составляет всего 1/80 земной. Луна проходила многоэтапную геологическую эволюцию [5].
Луна - синхронный спутник, то есть период ее осевого вращения сходиться с периодом ее орбитального обращения вокруг Земли. Вследствие этого Луна регулярно обращена к нам одной стороной. Данное означает, что только около пятидесяти процентов всей площади ее поверхности открыто исследованиям с Земли [5].
Вокруг своей оси Луна вращается с постоянной скоростью, а вот вокруг Земли она обращается по эллиптической орбите неравномерно: в перигее - быстрее, в апогее - медленнее. К тому же экваториальная плоскость Луны наклонена к плоскости ее орбиты в среднем на 6° 41'. А кроме этого, сам наблюдатель движется в результате вращения Земли. Все это приводит, с точки зрения земного наблюдателя, к небольшим видимым покачиваниям Луны по долготе и широте, так называемым либрациям. В результате либраций земной наблюдатель в течение месяца может увидеть почти 60 % площади лунного шара, но оставшиеся 40 % с Земли не видны никогда [6].
Поверхность Луны богата горами и впадинами, поэтому контур ее видимого диска представляет сложную кривую, вид которой все время меняется с изменением оптической либрации. При наблюдениях Луны, покрытий звезд Луной и затмений Солнца необходимо учитывать рельеф ее края, которое подробно описано в работе [3].
Наблюдения вращения Луны необходимы для изучения ее динамических характеристик, для уточнения некоторых астрономических постоянных и , наконец, для изучения фигуры Земли и неравномерности ее вращения [7].
На Луне были найдены так называемые криптоморя. Это очень древние морские образования, которые были скрыты материалом выбросов при образовании крупных бассейнов, например бассейна Моря Восточного. Признаками криптоморя служат кратеры, имеющие темное гало, что является признаком наличия на некоторой глубине темного вещества, вероятно, базальтового состава [6].
Море Восточное расположено в краевой зоне Луны в центральной части западного полушария. Этот район лунной поверхности привлекает внимание к себе все большее внимание. Можно назвать несколько причин, вызывающих повышенный интерес. Море Восточное- это самый большой на Луне кольцевой бассейн. Он состоит из четырех кольцевых концентрических горных хребтов, окаймляющих центральную часть бассейна - хорошо выраженную морскую равнину диаметром более 300 км [1].
Своеобразие топографии района, без каких- либо предварительных оценок
указывает на то, что возникновение моря Восточного связано с бассейнообразующим событием необычайно высокой энергетической мощности. Диаметр внешнего кольца бассейна приблизительно 1000 км (радиус Луны составляет 1738 км). С морем Восточным связаны цепочки лунных кратеров. Они простираются в разных направлениях от центра бассейна на расстоянии до 1000 км, состоят из схожих по размеру кратеров диаметром 15 -20 км и предполагают уникальные образования для Луны в целом [1].
Луна - синхронный спутник, то есть период ее осевого вращения сходиться с периодом ее орбитального обращения вокруг Земли. Вследствие этого Луна регулярно обращена к нам одной стороной. Данное означает, что только около пятидесяти процентов всей площади ее поверхности открыто исследованиям с Земли [5].
Вокруг своей оси Луна вращается с постоянной скоростью, а вот вокруг Земли она обращается по эллиптической орбите неравномерно: в перигее - быстрее, в апогее - медленнее. К тому же экваториальная плоскость Луны наклонена к плоскости ее орбиты в среднем на 6° 41'. А кроме этого, сам наблюдатель движется в результате вращения Земли. Все это приводит, с точки зрения земного наблюдателя, к небольшим видимым покачиваниям Луны по долготе и широте, так называемым либрациям. В результате либраций земной наблюдатель в течение месяца может увидеть почти 60 % площади лунного шара, но оставшиеся 40 % с Земли не видны никогда [6].
Поверхность Луны богата горами и впадинами, поэтому контур ее видимого диска представляет сложную кривую, вид которой все время меняется с изменением оптической либрации. При наблюдениях Луны, покрытий звезд Луной и затмений Солнца необходимо учитывать рельеф ее края, которое подробно описано в работе [3].
Наблюдения вращения Луны необходимы для изучения ее динамических характеристик, для уточнения некоторых астрономических постоянных и , наконец, для изучения фигуры Земли и неравномерности ее вращения [7].
На Луне были найдены так называемые криптоморя. Это очень древние морские образования, которые были скрыты материалом выбросов при образовании крупных бассейнов, например бассейна Моря Восточного. Признаками криптоморя служат кратеры, имеющие темное гало, что является признаком наличия на некоторой глубине темного вещества, вероятно, базальтового состава [6].
Море Восточное расположено в краевой зоне Луны в центральной части западного полушария. Этот район лунной поверхности привлекает внимание к себе все большее внимание. Можно назвать несколько причин, вызывающих повышенный интерес. Море Восточное- это самый большой на Луне кольцевой бассейн. Он состоит из четырех кольцевых концентрических горных хребтов, окаймляющих центральную часть бассейна - хорошо выраженную морскую равнину диаметром более 300 км [1].
Своеобразие топографии района, без каких- либо предварительных оценок
указывает на то, что возникновение моря Восточного связано с бассейнообразующим событием необычайно высокой энергетической мощности. Диаметр внешнего кольца бассейна приблизительно 1000 км (радиус Луны составляет 1738 км). С морем Восточным связаны цепочки лунных кратеров. Они простираются в разных направлениях от центра бассейна на расстоянии до 1000 км, состоят из схожих по размеру кратеров диаметром 15 -20 км и предполагают уникальные образования для Луны в целом [1].
Результаты фотограмметрии орбитальных снимков КА «Зонд-8» показывают, что для их обработки требуется нестандартное программное обеспечение. Это связано с тем, что космический аппарат проводил съемку с окололунной орбиты, двигаясь, по гиперболической орбите. При этом ориентация съемочной камеры на участке орбиты вблизи перицентра удерживалась так, что в течение всего сеанса маршрутной съемки камера «смотрела» на Землю. Такая геометрия съемки привела к тому, что снимки лунной территории были выполнены с большими наклонами к местной вертикали. Для снимков в начале сеанса съемки эти наклоны особенно велики и доходят до значений 90 градусов.
Такие большие наклоны снимков, несмотря на необычную для фотограмметрии ориентацию камеры, в случае съемки Луны несут в себе положительные свойства с точки зрения точных измерений. В этом случае на снимках отображается лунный горизонт, который в отсутствие у Луны атмосферы, с большой детальностью передает элементы лунного рельефа. При такой ориентации снимков погрешность высоты рельефа точек горизонта прямо зависит от погрешности координат в плоскости снимка. В следствии этого можно ожидать высокой точности определения высот по точкам горизонта.
Высоты рельефа, найденные нами по измерениям изображения лунного горизонта в целом неплохо отражают рельеф лунной поверхности. Однако, следует учесть, что речь идет не об истинной высоте элементов рельефа, а о проекции этой высоты на картинную плоскость, образованную сечением малого круга лунной сферы.
На основе анализа полученных нами высотных профилей оказалось, что имеется систематический сдвиг по высоте в южной части бассейна Восточного. (см. правую часть графика на Рисунках 12-14. Это означает, что положение центров проекции и ориентация камеры в моменты съемки, рассчитанное нами по опорным точкам в полной мере соответствует действительному положению и ориентации. По-видимому, одних опорных точек при описанной выше геометрии съемки, недостаточно для корректного анализа рельефа по изображению горизонта. Отсюда следует вывод, что для определения элементов внешнего ориентирования наряду с фотограмметрической засечкой следует привлекать независимые источники навигации.
Такие большие наклоны снимков, несмотря на необычную для фотограмметрии ориентацию камеры, в случае съемки Луны несут в себе положительные свойства с точки зрения точных измерений. В этом случае на снимках отображается лунный горизонт, который в отсутствие у Луны атмосферы, с большой детальностью передает элементы лунного рельефа. При такой ориентации снимков погрешность высоты рельефа точек горизонта прямо зависит от погрешности координат в плоскости снимка. В следствии этого можно ожидать высокой точности определения высот по точкам горизонта.
Высоты рельефа, найденные нами по измерениям изображения лунного горизонта в целом неплохо отражают рельеф лунной поверхности. Однако, следует учесть, что речь идет не об истинной высоте элементов рельефа, а о проекции этой высоты на картинную плоскость, образованную сечением малого круга лунной сферы.
На основе анализа полученных нами высотных профилей оказалось, что имеется систематический сдвиг по высоте в южной части бассейна Восточного. (см. правую часть графика на Рисунках 12-14. Это означает, что положение центров проекции и ориентация камеры в моменты съемки, рассчитанное нами по опорным точкам в полной мере соответствует действительному положению и ориентации. По-видимому, одних опорных точек при описанной выше геометрии съемки, недостаточно для корректного анализа рельефа по изображению горизонта. Отсюда следует вывод, что для определения элементов внешнего ориентирования наряду с фотограмметрической засечкой следует привлекать независимые источники навигации.